ES2733134T3 - Compositions comprising eicosapentaenoic acid suitable for high purification - Google Patents

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Abstract

Una diatomea cultivada de forma heterotrófica que comprende ácido eicosapentaenoico y ácido araquidónico en una relación de al menos 17:1, donde el ácido eicosapentaenoico forma al menos el 1.5% p/p del peso seco de la diatomea y la diatomea es Nitzschia laevis.A heterotrophically cultured diatom that comprises eicosapentaenoic acid and arachidonic acid in a ratio of at least 17: 1, where eicosapentaenoic acid forms at least 1.5% w / w of the dry weight of the diatom and diatom is Nitzschia laevis.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Composiciones que comprenden ácido eicosapentaenoico adecuado para una alta purificaciónCompositions comprising eicosapentaenoic acid suitable for high purification

Campo de la invenciónField of the Invention

El campo de esta invención se refiere a composiciones que contienen ácido eicosapentaenoico que son adecuadas para la concentración y purificación para uso farmacéutico e industrial, y métodos y procedimientos para la producción de tales composiciones.The field of this invention relates to compositions containing eicosapentaenoic acid that are suitable for concentration and purification for pharmaceutical and industrial use, and methods and procedures for the production of such compositions.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Los productos farmacéuticos que contienen ácidos grasos omega-3 de cadena muy larga (AG n-3 CML) se utilizan actualmente para tratar cientos de miles de pacientes, y potencialmente se utilizarán pronto para tratar, a millones de pacientes que tienen o están en riesgo de desarrollar una enfermedad cardiovascular. Además, se está considerando el uso de estas sustancias en productos farmacéuticos para tratar otros trastornos.Pharmaceuticals that contain very long chain omega-3 fatty acids (AG n-3 CML) are currently used to treat hundreds of thousands of patients, and potentially will be used soon to treat millions of patients who are or are at risk of developing cardiovascular disease. In addition, the use of these substances in pharmaceutical products to treat other disorders is being considered.

Los AG n-3 CML no se puede sintetizar químicamente de novo de forma económica, por lo tanto, se debe extraer de una fuente biológica. Con tales fuentes, la mayor parte de los AG n-3 CML se encontrará en estructuras celulares tales como membranas o cuerpos lipídicos y, por lo tanto, se asociarán con otras moléculas que pueden no ser deseadas en un producto farmacéutico. En estos casos, los AG n-3 CML se deberán extraer y purificar hasta cierto punto antes de su uso.AG n-3 CML cannot be chemically synthesized de novo economically, therefore, it must be extracted from a biological source. With such sources, most of the n-3 CML AGs will be found in cellular structures such as membranes or lipid bodies and, therefore, will be associated with other molecules that may not be desired in a pharmaceutical product. In these cases, AG n-3 CMLs must be extracted and purified to some extent before use.

Los fabricantes farmacéuticos actualmente confían en el pescado como fuente de AG n-3 CML para la producción de sustancias farmacológicas. Sin embargo, la dependencia exclusiva del aceite de pescado para tales fines conlleva una serie de riesgos graves para los fabricantes de productos farmacéuticos y las compañías farmacéuticas, así como para los pacientes que reciben dichos medicamentos. Tales riesgos incluyen, pero no se limitan a, aquellos asociados con una posible escasez de suministros, que pueden ser financieramente devastadores para las compañías farmacéuticas, así como afectar negativamente a los pacientes que dependen de los medicamentos para su bienestar. Pharmaceutical manufacturers currently rely on fish as a source of AG n-3 CML for the production of pharmacological substances. However, the exclusive dependence on fish oil for such purposes entails a number of serious risks for pharmaceutical manufacturers and pharmaceutical companies, as well as for patients receiving such medications. Such risks include, but are not limited to, those associated with a possible shortage of supplies, which can be financially devastating for pharmaceutical companies, as well as negatively affecting patients who depend on medications for their well-being.

El ácido eicosapentaenoico (EPA, por sus siglas en inglés) es un AG n-3 CML utilizado como un metabolito activo en sustancias farmacológicas. Para permitir que los pacientes toleren bien la terapéutica y alcancen los niveles de biodisponibilidad requeridos para que el fármaco produzca los efectos deseados, es deseable que el EPA se administre en una forma altamente purificada.Eicosapentaenoic acid (EPA) is an n-3 CML AG used as an active metabolite in pharmacological substances. To allow patients to tolerate therapeutics well and achieve the levels of bioavailability required for the drug to produce the desired effects, it is desirable that EPA be administered in a highly purified form.

La producción de productos farmacéuticos u otros agentes terapéuticos a partir del aceite de pescado es compleja y existe la posibilidad de que la composición del producto final se altere debido a la variabilidad inherente en el método de captura y/o cría y producción de aceite de pescado. También existen preocupaciones generalizadas sobre la sostenibilidad a largo plazo de las reservas de peces silvestres y la acuicultura.The production of pharmaceutical products or other therapeutic agents from fish oil is complex and there is a possibility that the composition of the final product is altered due to the variability inherent in the method of capture and / or breeding and production of fish oil . There are also widespread concerns about the long-term sustainability of wild fish stocks and aquaculture.

Por lo tanto, existe una gran necesidad de fuentes alternativas de EPA al aceite de pescado que sean susceptibles de un posterior grado de purificación de EPA deseable para su uso en la producción de productos farmacéuticos u otros agentes terapéuticos.Therefore, there is a great need for alternative sources of EPA to fish oil that are susceptible to a subsequent degree of EPA purification desirable for use in the production of pharmaceuticals or other therapeutic agents.

Wen & Chen describen la producción de EPA en la diatomea Nitzschia laevis (Appl. Picrobiol Biotechnol (2001) 57: 316-322) y en otras microalgas (Biotechnology Advances (2003) 21: 273-294). Renaud et al. describen microalgas para su uso en acuicultura tropical y su composición química, que incluye EPA. El documento de patente de EE.UU.Wen & Chen describe the production of EPA in the Nitzschia laevis diatom ( Appl. Picrobiol Biotechnol (2001) 57: 316-322) and in other microalgae ( Biotechnology Advances (2003) 21: 273-294). Renaud et al. describe microalgae for use in tropical aquaculture and its chemical composition, which includes EPA. U.S. Patent Document

5 340 594 describe productos alimenticios que tienen una alta concentración de ácidos grasos omega-3 altamente insaturados.5 340 594 describes food products that have a high concentration of highly unsaturated omega-3 fatty acids.

Los métodos industriales actuales para la producción de EPA de alta pureza a menudo realizan una etapa de concentración (en la cual los ácidos grasos de cadena corta y los ácidos grasos saturados se retiran de la mezcla) seguido de una etapa de purificación (en la que se retiran los compuestos con similitud fisioquímica y estructural al EPA).Current industrial methods for the production of high purity EPA often perform a concentration stage (in which the short chain fatty acids and saturated fatty acids are removed from the mixture) followed by a purification stage (in which compounds with physiochemical and structural similarity to EPA are removed).

El primer método a menudo es incapaz de separar el EPA del ácido araquidónico (ARA, por sus siglas en inglés) y otros ácidos grasos que comprenden 20 carbonos o más y que contienen al menos un doble enlace (ácidos grasos que se concentran simultáneamente), por lo tanto, es altamente deseable el desarrollo de fuentes de EPA distintas al aceite de pescado en el que se minimiza el contenido de estos ácidos grasos.The first method is often unable to separate EPA from arachidonic acid (ARA) and other fatty acids that comprise 20 carbons or more and that contain at least one double bond (fatty acids that concentrate simultaneously), therefore, the development of sources of EPA other than fish oil in which the content of these fatty acids is minimized is highly desirable.

Los métodos de purificación experimentan dificultades para separar moléculas que son fisioquímicamente y estructuralmente similares a EPA. La especie molecular más común encontrada naturalmente con mayor similitud con EPA es otro ácido graso, ARA. El desarrollo de fuentes de EPA distintas al aceite de pescado que están sustancialmente libres de tales moléculas es, por lo tanto, altamente deseable.Purification methods experience difficulties in separating molecules that are physiochemically and structurally similar to EPA. The most common molecular species naturally found most similar to EPA is another fatty acid, ARA. The development of EPA sources other than fish oil that are substantially free of such molecules is, therefore, highly desirable.

Tales fuentes también deberían estar idealmente libres de ácidos grasos que no se encuentran en concentraciones apreciables, o en absoluto, en la dieta de las poblaciones humanas comunes, ya que su actividad biológica puede no estar bien caracterizada, lo que las hace inadecuadas para uso farmacéutico. Esto es especialmente cierto cuando dichos ácidos grasos tienen una similitud estructural o fisioquímica suficiente con el EPA que sería difícil de purificar a partir del EPA.Such sources should also be ideally free of fatty acids that are not found in appreciable concentrations, or at all, in the diet of common human populations, since their biological activity may not be well characterized, which makes them unsuitable for pharmaceutical use. . This is especially true when said fatty acids have sufficient structural or physiochemical similarity with the EPA that would be difficult to purify from the EPA.

El EPA se sintetiza como parte de una ruta biosintética paralela dual que produce ácidos grasos omega-3 y omega-6 (por ejemplo, véase Damude y Kinney (Lipids 42: 179-185, 2007)). Muchas de las enzimas son compartidas entre las vías y actuarán sobre la forma omega-3 u omega-6 de un ácido graso, por lo que los productos de la vía omega-6 se encuentran comúnmente junto con los de la vía omega-3. En particular, el ARA se encuentra comúnmente junto con el EPA. Cada etapa de la ruta sintética está catalizada por enzimas separadas y no es infrecuente que los productos intermedios de la ruta se acumulen, estos incluirán ácidos grasos con un número menor de enlaces dobles pero el mismo número de moléculas de carbono. ARA y EPA también pueden ser sustratos para una mayor elongación y desaturación en ácidos grasos tal como el ácido docosapentaenoico (DPA, por sus siglas en inglés) y el ácido docosahexaenoico (DHA, por sus siglas en inglés). Por lo tanto, no es sorprendente que los organismos que contienen EPA generalmente también contengan cantidades significativas de ARA y ácidos grasos que se concentran simultáneamente.EPA is synthesized as part of a dual parallel biosynthetic pathway that produces omega-3 and omega-6 fatty acids (for example, see Damude and Kinney ( Lipids 42: 179-185, 2007)). Many of the enzymes are shared between the pathways and will act on the omega-3 or omega-6 form of a fatty acid, so the products of the omega-6 pathway are commonly found along with those of the omega-3 pathway. In particular, the ARA is commonly found together with the EPA. Each stage of the synthetic route is catalyzed by separate enzymes and it is not uncommon for the intermediate products of the route to accumulate, these will include fatty acids with a smaller number of double bonds but the same number of carbon molecules. ARA and EPA can also be substrates for greater elongation and desaturation in fatty acids such as docosapentaenoic acid (DPA) and docosahexaenoic acid (DHA). Therefore, it is not surprising that EPA-containing organisms generally also contain significant amounts of ARA and fatty acids that are concentrated simultaneously.

Por lo tanto, existe la necesidad en la técnica de proporcionar EPA en una forma que sea susceptible de una purificación de alto grado para uso terapéutico y en abundancia. En particular, existe la necesidad de proporcionar EPA en una forma que sea separable de otros ácidos grasos que sean fisioquímicamente y estructuralmente similares a EPA (por ejemplo, ARA).Therefore, there is a need in the art to provide EPA in a form that is susceptible to high-grade purification for therapeutic use and in abundance. In particular, there is a need to provide EPA in a form that is separable from other fatty acids that are physiochemically and structurally similar to EPA (for example, ARA).

Compendio de la invenciónCompendium of the invention

En un primer aspecto, la invención proporciona una diatomea cultivada de forma heterótrofa que comprende ácido eicosapentaenoico (EPA) y ácido araquidónico (ARA) en una relación de al menos 17:1 donde el EPA forma al menos el 1.5% p/p del peso seco de la diatomea y la diatomea es Nitzschia laevis. In a first aspect, the invention provides a heterotrophically cultured diatom that comprises eicosapentaenoic acid (EPA) and arachidonic acid (ARA) in a ratio of at least 17: 1 where the EPA forms at least 1.5% w / w of the weight Dry from the diatom and diatom is Nitzschia laevis.

Preferiblemente no hay ácido juniperónico (JPA, por sus siglas en inglés) y/o ácido sciadónico en los ácidos grasos que se concentran simultáneamente.Preferably there is no juniperonic acid (JPA) and / or sciadonic acid in the fatty acids that are concentrated simultaneously.

En un segundo aspecto, la invención proporciona un método para producir una diatomea que comprende ácido eicosapentaenoico (EPA) y ácido araquidónico (ARA) en una relación de al menos 17:1 y al menos 1.5% p/p del peso seco de la diatomea es e Pa , que comprende las etapas de:In a second aspect, the invention provides a method for producing a diatom that comprises eicosapentaenoic acid (EPA) and arachidonic acid (ARA) in a ratio of at least 17: 1 and at least 1.5% w / w of the dry weight of the diatom. es e Pa, which includes the stages of:

a. cultivar diatomeas en cultivos heterotróficos que contienen una solución nutritiva que comprende:to. culturing diatoms in heterotrophic cultures that contain a nutrient solution comprising:

(i) una fuente de carbono orgánico a una concentración inicial de al menos 0.5 M de carbono (ii) una relación en moles de carbono orgánico a nitrógeno de no más de 30:1 (mol C:mol N) y;(i) an organic carbon source at an initial concentration of at least 0.5 M carbon (ii) a mole ratio of organic carbon to nitrogen of not more than 30: 1 (mol C: mol N) and;

(iii) una fuente no limitante de silicato que no cae por debajo de 150|jM; y(iii) a non-limiting source of silicate that does not fall below 150 | jM; Y

b. recuperar la diatomea del cultivo heterotrófico.b. recover the diatom of the heterotrophic culture.

Preferiblemente, el método comprende además la etapa de extraer ácidos grasos de dicha biomasa para producir una composición de ácidos grasos.Preferably, the method further comprises the step of extracting fatty acids from said biomass to produce a fatty acid composition.

Preferiblemente, el método comprende además la etapa de enriquecer la composición de ácidos grasos en EPA o purificar EPA a partir de la composición de ácidos grasos para producir una composición de ácidos grasos enriquecida o purificada.Preferably, the method further comprises the step of enriching the fatty acid composition in EPA or purifying EPA from the fatty acid composition to produce an enriched or purified fatty acid composition.

Preferiblemente la diatomea es Nitzschia laevis. Preferably the diatom is Nitzschia laevis.

Preferiblemente, las diatomeas se cultivan en cultivo heterotrófico en un fermentador.Preferably, diatoms are grown in heterotrophic culture in a fermenter.

Preferiblemente, el cultivo comprende fermentación continua.Preferably, the culture comprises continuous fermentation.

Preferiblemente las diatomeas comprenden especies de Nitzschia. Preferably the diatoms comprise Nitzschia species .

Preferiblemente, el cultivo se lleva a cabo a una temperatura de aproximadamente 12°C a aproximadamente 35°C. Preferiblemente, el cultivo se lleva a cabo a un pH de aproximadamente 7.0 a aproximadamente 8.7.Preferably, the culture is carried out at a temperature of about 12 ° C to about 35 ° C. Preferably, the culture is carried out at a pH of about 7.0 to about 8.7.

Preferiblemente, dicha fuente de carbono comprende glucosa.Preferably, said carbon source comprises glucose.

Preferiblemente, dicha fuente de carbono se selecciona de glucosa, almidón hidrolizado o suero de leche hidrolizado. Preferiblemente, dicha fuente de nitrógeno está en forma de nitrato de sodio o nitrato de potasio.Preferably, said carbon source is selected from glucose, hydrolyzed starch or hydrolyzed whey. Preferably, said nitrogen source is in the form of sodium nitrate or potassium nitrate.

Preferiblemente, dicha fuente de nitrógeno está enriquecida con una fuente de aminoácidos. Preferably, said nitrogen source is enriched with an amino acid source.

Preferiblemente, dicha fuente de aminoácidos se selecciona de licor de maceración de maíz, extracto de levadura, triptona, peptonas, lisina y glutamato.Preferably, said source of amino acids is selected from corn mash liquor, yeast extract, tryptone, peptones, lysine and glutamate.

Preferiblemente dicho silicato está en forma de metasilicato de sodio o potasio.Preferably said silicate is in the form of sodium or potassium metasilicate.

Preferiblemente, la solución nutritiva comprende fósforo en forma de fosfato.Preferably, the nutrient solution comprises phosphorus in the form of phosphate.

Preferiblemente, la relación en moles de carbono orgánico a fósforo en forma de fosfato no es superior a 1250:1 (mol C:mol P).Preferably, the mole ratio of organic carbon to phosphorus in the form of phosphate is not greater than 1250: 1 (mol C: mol P).

Preferiblemente, la relación en moles de carbono a silicio en forma de fuente de silicato es de 100:1 a 850:1.Preferably, the mole ratio of carbon to silicon in the form of a silicate source is 100: 1 to 850: 1.

Preferiblemente, la solución nutritiva comprende fósforo en forma de fosfato.Preferably, the nutrient solution comprises phosphorus in the form of phosphate.

Preferiblemente, la relación en moles de carbono a fósforo en forma de fosfato es de 100:1 a 1250:1.Preferably, the mole ratio of carbon to phosphorus in the form of phosphate is 100: 1 to 1250: 1.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

Las realizaciones de la invención se describirán ahora, solo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:Embodiments of the invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:

Figura 1: muestra la relación entre las relaciones EPA:ARA en biomasa y concentraciones mínimas de metasilicato de sodio en el medio en el que se forma la biomasa.Figure 1: shows the relationship between EPA: ARA ratios in biomass and minimum concentrations of sodium metasilicate in the medium in which the biomass is formed.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

Inesperadamente, los presentes autores han encontrado que es posible obtener composiciones de microorganismos heterotróficos que comprenden EPA que contienen una relación de EPA a ARA de alrededor de 11:1 o más, mientras que al mismo tiempo también contienen EPA a más de 8 veces el nivel de todos los ácidos grasos que se concentran simultáneamente combinados. Tales microorganismos se pueden producir en cultivo a una tasa de rendimiento superior a 5 mg de EPA/L/h y con un contenido de EPA superior al 1.5% del peso total de células secas, lo que los hace relevantes en un proceso industrial.Unexpectedly, the present authors have found that it is possible to obtain compositions of heterotrophic microorganisms comprising EPA containing an EPA to ARA ratio of about 11: 1 or more, while at the same time also containing EPA at more than 8 times the level of all the fatty acids that are concentrated simultaneously combined. Such microorganisms can be produced in culture at a yield rate greater than 5 mg of EPA / L / h and with an EPA content greater than 1.5% of the total dry cell weight, which makes them relevant in an industrial process.

También inesperadamente, los inventores han encontrado que es posible obtener composiciones de diatomeas heterotróficas que comprenden EPA que contienen una relación de EPA a ARA de aproximadamente 17:1 o más. Tales microorganismos se pueden producir en cultivo a una tasa de rendimiento superior a 5 mg de EPA/L/h y con un contenido de EPA superior al 1.5% del peso total de células secas, lo que los hace relevantes en un proceso industrial. Una parte de la presente invención es el reconocimiento de que no solo es deseable, para el propósito de concentrar la mezcla de ácidos grasos, controlar las cantidades de ácidos grasos que se concentran simultáneamente (como se define en la presente memoria) en relación con el EPA que se puede acumular en el cultivo heterotrófico de microorganismos, sino que también es factible hacerlo a través del control de las condiciones de crecimiento de estos microorganismos.Also unexpectedly, the inventors have found that it is possible to obtain heterotrophic diatom compositions comprising EPA containing an EPA to ARA ratio of about 17: 1 or more. Such microorganisms can be produced in culture at a yield rate greater than 5 mg of EPA / L / h and with an EPA content greater than 1.5% of the total dry cell weight, which makes them relevant in an industrial process. A part of the present invention is the recognition that it is not only desirable, for the purpose of concentrating the fatty acid mixture, to control the amounts of fatty acids that are concentrated simultaneously (as defined herein) in relation to the EPA that can accumulate in the heterotrophic culture of microorganisms, but it is also feasible to do so through the control of the growth conditions of these microorganisms.

Otra parte de la presente invención es el reconocimiento de que no solo es deseable controlar las cantidades relativas de moléculas similares fisioquímicamente o estructuralmente a EPA que se pueden acumular en el cultivo heterotrófico de microorganismos para los fines de la purificación de EPA, sino que también es factible hacerlo a través del control de las condiciones de crecimiento de estos microorganismos.Another part of the present invention is the recognition that it is not only desirable to control the relative amounts of physiochemically or structurally similar molecules to EPA that can accumulate in the heterotrophic culture of microorganisms for the purposes of EPA purification, but that it is also feasible to do so through the control of the growth conditions of these microorganisms.

Otra parte de la presente invención es el reconocimiento de que son los niveles relativos de las moléculas, en lugar de los niveles absolutos, los que son fisioquímicamente y estructuralmente similares a los EPA, que son críticos para la concentración y la purificación y que, sorprendentemente, la producción máxima de EPA en la biomasa no necesariamente equivale a la producción máxima de EPA altamente purificado.Another part of the present invention is the recognition that it is the relative levels of the molecules, rather than the absolute levels, that are physiochemically and structurally similar to the EPAs, that are critical for concentration and purification and that, surprisingly , the maximum production of EPA in biomass does not necessarily equal the maximum production of highly purified EPA.

Por consiguiente, la invención proporciona un cultivo de diatomeas de forma heterotrófica que comprende ácido eicosapentaenoico y ácido araquidónico en una relación de al menos 17:1 donde el ácido eicosapentaenoico forma al menos el 1.5% p/p del peso seco de la diatomea y la diatomea es Nitzschia laevis. Accordingly, the invention provides a heterotrophic diatom culture that comprises eicosapentaenoic acid and arachidonic acid in a ratio of at least 17: 1 where the eicosapentaenoic acid forms at least 1.5% w / w of the dry weight of the diatom and Diatom is Nitzschia Laevis.

La invención proporciona además: un método para producir una diatomea que comprende ácido eicosapentaenoico y ácido araquidónico en una relación de al menos 14:1 y al menos 1.5% p/p del peso de células secas como ácido eicosapentaenoico que comprende:The invention further provides: a method for producing a diatom that comprises eicosapentaenoic acid and arachidonic acid in a ratio of at least 14: 1 and at least 1.5% w / w of the weight of dry cells such as eicosapentaenoic acid comprising:

a. cultivar diatomeas en cultivos heterotróficos que contienen una solución nutritiva que comprende:to. culturing diatoms in heterotrophic cultures that contain a nutrient solution comprising:

(i) una fuente de carbono orgánico a una concentración inicial de al menos 0.5 M de carbono (ii) una relación en moles de carbono orgánico a nitrógeno de no más de 30:1 (mol C:mol N) y;(i) an organic carbon source at an initial concentration of at least 0.5 M carbon (ii) a mole ratio of organic carbon to nitrogen of not more than 30: 1 (mol C: mol N) and;

(iii) una fuente no limitante de silicato que no cae por debajo de 150|jM; y (iii) a non-limiting source of silicate that does not fall below 150 | jM; and

b. recuperar la diatomea del cultivo heterotrófico.b. recover the diatom of the heterotrophic culture.

Definiciones y abreviaturasDefinitions and Abbreviations

El ácido graso omega-3 es un ácido graso con el primer enlace doble a tres átomos de carbono del extremo n-metilo de la molécula. Omega-3 a menudo se acorta a n-3.Omega-3 fatty acid is a fatty acid with the first double bond to three carbon atoms of the n-methyl end of the molecule. Omega-3 often shortens to n-3.

El ácido graso omega-6 es un ácido graso con el primer enlace doble a seis átomos de carbono del extremo n-metilo de la molécula. Omega-6 a menudo se acorta a n-6.Omega-6 fatty acid is a fatty acid with the first double bond to six carbon atoms of the n-methyl end of the molecule. Omega-6 often shortens to n-6.

Los ácidos grasos se describen en la forma CX:Y, en donde el número X describe el número de átomos de carbono y el número Y describe el número de dobles enlaces en el ácido graso. Donde Y es igual a cero, el ácido graso se describe como saturado, donde Y es mayor que cero, el ácido graso se describe como insaturado. La posición y el tipo de los dobles enlaces se pueden especificar como, por ejemplo, "cis 5, 11, 14" donde los números reflejan la ubicación de los dobles enlaces carbono-carbono, contando desde el extremo del ácido carboxílico de la molécula. Se entiende que un término tal como C20:5 incluye tanto el ácido graso libre como las formas esterificadas del ácido graso con el número de átomos de carbono y los dobles enlaces que se refieren únicamente a la porción de ácido graso del éster.Fatty acids are described in the form CX: Y, where the number X describes the number of carbon atoms and the number Y describes the number of double bonds in the fatty acid. Where Y is equal to zero, the fatty acid is described as saturated, where Y is greater than zero, the fatty acid is described as unsaturated. The position and type of the double bonds can be specified as, for example, "cis 5, 11, 14" where the numbers reflect the location of the carbon-carbon double bonds, counting from the carboxylic acid end of the molecule. It is understood that a term such as C20: 5 includes both free fatty acid and esterified forms of the fatty acid with the number of carbon atoms and double bonds that refer only to the fatty acid portion of the ester.

EPA, C20:5 n-3, ácido eicosapentaenoico, es un ácido graso omega-3 con veinte átomos de carbono y cinco dobles enlaces.EPA, C20: 5 n-3, eicosapentaenoic acid, is an omega-3 fatty acid with twenty carbon atoms and five double bonds.

ARA, C20:4 n-6, ácido araquidónico, es un ácido graso omega-6 con veinte átomos de carbono y cuatro enlaces dobles.ARA, C20: 4 n-6, arachidonic acid, is an omega-6 fatty acid with twenty carbon atoms and four double bonds.

Los ácidos grasos que se concentran simultáneamente se definen como ácidos grasos, excluyendo EPA y ARA, que comprenden 20 carbonos o más y contienen al menos un doble enlace. Estos incluyen, pero no se limitan a las diversas formas de C20:1, C20:2, C20:3, C20:4, C22:5, C22:6 y C24:1.Fatty acids that concentrate simultaneously are defined as fatty acids, excluding EPA and ARA, which comprise 20 carbons or more and contain at least one double bond. These include, but are not limited to the various forms of C20: 1, C20: 2, C20: 3, C20: 4, C22: 5, C22: 6 and C24: 1.

DHA, C22:6 n-3, ácido docosahexaenoico, es un ácido graso omega-3 con veintidós átomos de carbono y seis dobles enlaces.DHA, C22: 6 n-3, docosahexaenoic acid, is an omega-3 fatty acid with twenty-two carbon atoms and six double bonds.

DPA, C22:5 n-3, ácido docosapentaenoico, es un ácido graso omega-3 con veintidós átomos de carbono y cinco dobles enlaces.DPA, C22: 5 n-3, docosapentaenoic acid, is an omega-3 fatty acid with twenty-two carbon atoms and five double bonds.

DGLA (por sus siglas en inglés), C20:3 n-6, el ácido dihomo-gamma-linoleico es un ácido graso omega-6 con veinte átomos de carbono con tres dobles enlaces.DGLA (C20: 3 n-6), dihomo-gamma-linoleic acid is an omega-6 fatty acid with twenty carbon atoms with three double bonds.

ETAn-3 (por sus siglas en inglés), C20:4 n-3, el ácido eicosatetraenoico es un ácido graso omega-3 con veinte átomos de carbono y cuatro dobles enlaces.ETAn-3 (C20: 4 n-3), eicosatetraenoic acid is an omega-3 fatty acid with twenty carbon atoms and four double bonds.

TFA (por sus siglas en inglés), ácidos grasos totales, significa la suma de todos los ácidos grasos en una composición o mezcla.TFA (total fatty acids) means the sum of all fatty acids in a composition or mixture.

DCW (por sus siglas en inglés), peso de células secas, significa el peso de una biomasa una vez que se ha retirado toda el agua.DCW (dry cell weight) means the weight of a biomass once all the water has been removed.

Cultivo heterotrófico significa un cultivo de organismos para el que al menos el 90% del suministro de energía para el cultivo se obtiene a partir de los nutrientes suministrados que suelen ser una forma o formas de carbono orgánico (p. ej., glucosa, acetato). Por lo tanto, un máximo del 10% del suministro de energía se obtiene a partir de la energía lumínica. Preferiblemente, menos del 5% o menos del 1% del suministro de energía se obtiene a partir de la energía lumínica. Más preferiblemente, la totalidad del suministro de energía proviene de los nutrientes suministrados.Heterotrophic culture means a culture of organisms for which at least 90% of the energy supply for the crop is obtained from the nutrients supplied that are usually a form or forms of organic carbon (e.g., glucose, acetate) . Therefore, a maximum of 10% of the energy supply is obtained from the light energy. Preferably, less than 5% or less than 1% of the energy supply is obtained from the light energy. More preferably, the entire energy supply comes from the nutrients supplied.

Cultivo fotoautotrófico significa un cultivo de organismos para el cual la única fuente de energía es la luz.Photoautotrophic culture means a culture of organisms for which the only source of energy is light.

Cultivo mixotrófico significa un cultivo de organismos para los cuales la fuente de energía es una mezcla de un 10% o más de energía lumínica y menos de un 90% de derivados de nutrientes suministrados.Mixotrophic culture means a culture of organisms for which the energy source is a mixture of 10% or more of light energy and less than 90% of nutrients derived from nutrients.

La limitación de nutrientes significa que la ausencia o el bajo nivel del nutriente en cuestión hace que el organismo crezca más lentamente de lo que lo haría si el nutriente estuviera presente en niveles más altos. Por lo tanto, la provisión no limitante de nutrientes significa que otros factores además del nutriente en cuestión son limitantes en el crecimiento del organismo y la provisión de mayores cantidades del nutriente en cuestión no tendría el efecto de aumentar el crecimiento. Por lo tanto, el nutriente está presente en cantidades suficientes para que no se agote por su incorporación a la biomasa, de modo que la concentración libre en la solución de nutrientes no caiga a cero. Composiciones de la invención The limitation of nutrients means that the absence or low level of the nutrient in question causes the body to grow more slowly than it would if the nutrient were present at higher levels. Therefore, the non-limiting provision of nutrients means that factors other than the nutrient in question are limiting in the growth of the organism and the provision of greater amounts of the nutrient in question would not have the effect of increasing growth. Therefore, the nutrient is present in sufficient quantities so that it is not depleted by its incorporation into the biomass, so that the free concentration in the nutrient solution does not fall to zero. Compositions of the invention

Los microorganismos modificados genéticamente son potencialmente capaces de acumular niveles significativos de EPA cuando se producen en cultivos heterotróficos. Damude et al. en US20060115881 proporcionan composiciones que comprenden EPA producido en cepas de levaduras modificadas genéticamente. Sin embargo, estas contienen relaciones relativamente bajas de EPA respecto de otras moléculas que son fisioquímicamente y estructuralmente similares a EPA, lo que las hace poco adecuadas para la concentración y la purificación. Los autores no enseñan nada sobre la relevancia de los ácidos grasos que se concentran simultáneamente en la producción de EPA purificado y no sugieren cómo se podría abordar este problema.Genetically modified microorganisms are potentially capable of accumulating significant levels of EPA when produced in heterotrophic cultures. Damude et al. in US20060115881 provide compositions comprising EPA produced in genetically modified yeast strains. However, they contain relatively low EPA ratios with respect to other molecules that are physiochemically and structurally similar to EPA, which makes them poorly suited for concentration and purification. The authors teach nothing about the relevance of fatty acids that concentrate simultaneously on the production of purified EPA and do not suggest how this problem could be addressed.

Xue et al. en el documento de patente de EE.UU. 2009/0093543 proporcionan composiciones que comprenden EPA producido en cepas de levaduras modificadas genéticamente. Una de estas composiciones ahora está disponible comercialmente y actualmente se comercializa como Futurebiotics Newharvest OMEGA-3. Las composiciones descritas contienen cantidades particularmente altas de EPA (más del 50% del total de ácidos grasos en algunos casos) y bajas cantidades de ARA, pero contienen cantidades significativas de ácidos grasos C20 que se concentran simultáneamente que los hacen poco adecuados para el presente propósito. Además, los autores describen la presencia de ácido juniperónico (C20:4 cis 5, 11, 14, 17) en el perfil de ácidos grasos de al menos una de sus cepas de levadura modificadas genéticamente. Este ácido graso no solo es fisioquímicamente y estructuralmente similar al EPA, lo que hace que sea particularmente difícil de separar, sino que, además, normalmente no se encuentra en la dieta humana, lo que lo hace particularmente problemático como contaminante en cualquier producto de EPA purificado para uso en humanos. Los autores no enseñan la importancia de reducir las proporciones de los ácidos grasos que contaminan simultáneamente a la producción de EPA purificado o cómo se podrían lograr tales composiciones.Xue et al. in the US patent document 2009/0093543 provide compositions comprising EPA produced in genetically modified yeast strains. One of these compositions is now commercially available and is currently marketed as Futurebiotics Newharvest OMEGA-3. The compositions described contain particularly high amounts of EPA (more than 50% of the total fatty acids in some cases) and low amounts of ARA, but contain significant amounts of C20 fatty acids that are simultaneously concentrated that make them unsuitable for the present purpose. . In addition, the authors describe the presence of juniperonic acid (C20: 4 cis 5, 11, 14, 17) in the fatty acid profile of at least one of their genetically modified yeast strains. This fatty acid is not only physiochemically and structurally similar to EPA, which makes it particularly difficult to separate, but also is not normally found in the human diet, which makes it particularly problematic as a contaminant in any EPA product. purified for use in humans. The authors do not teach the importance of reducing the proportions of fatty acids that simultaneously contaminate the production of purified EPA or how such compositions could be achieved.

En los documentos de patente de EE.UU. 5683898 y 5798259, Yazawa et al. proporcionan cultivos de E. coli transgénicos con EPA en torno al 1.5% del total de ácidos grasos. Los autores no especifican la presencia o ausencia de otros ácidos grasos en su material y no discuten la purificación de EPA a partir de su material. Los autores no enseñan nada sobre la relevancia de los ácidos grasos que se concentran simultáneamente en la producción de EPA purificado y no sugieren cómo se podría abordar este problema.In US patent documents 5683898 and 5798259, Yazawa et al. They provide transgenic E. coli cultures with EPA at around 1.5% of total fatty acids. The authors do not specify the presence or absence of other fatty acids in their material and do not discuss the purification of EPA from their material. The authors teach nothing about the relevance of fatty acids that concentrate simultaneously on the production of purified EPA and do not suggest how this problem could be addressed.

Ni Damude et al., Xue et al., Yazawa et al. ni cualquier otro autor ha proporcionado composiciones que comprenden EPA producido en microorganismos transgénicos que al mismo tiempo contienen relaciones suficientemente altas de EPA respecto de otros ácidos grasos fisioquímicamente o estructuralmente similares para hacerlos adecuados para la concentración y la purificación.Nor Damude et al., Xue et al., Yazawa et al. nor has any other author provided compositions comprising EPA produced in transgenic microorganisms that at the same time contain sufficiently high ratios of EPA with respect to other physiochemically or structurally similar fatty acids to make them suitable for concentration and purification.

Además, ni Damude et al., Xue et al., Yazawa et al. ni ningún otro autor ha enseñado que los microorganismos cultivados deberían comprender intervalos prescritos para las relaciones de EPA respecto de otras moléculas fisioquímicamente o estructuralmente similares a las que se enseñan en la presente memoria, ni tampoco enseñan específicamente cómo se debe lograr la eliminación de tales moléculas.In addition, neither Damude et al., Xue et al., Yazawa et al. nor has any other author taught that cultured microorganisms should comprise prescribed ranges for EPA's relationships with respect to other physiochemically or structurally similar molecules to those taught herein, nor do they specifically teach how the elimination of such molecules should be achieved. .

Ciertos microorganismos procariotas, que incluyen pero no se limitan a ciertas cepas de bacterias marinas no modificadas genéticamente (no GE) tienen una capacidad inherente para producir e Pa de novo y son capaces de acumular cantidades de EPA en cultivo sin recurrir a modificaciones genéticas. Por ejemplo, Yazawa et al. (J. Biochem. Certain prokaryotic microorganisms, which include but are not limited to certain strains of non-genetically modified (non-GE) marine bacteria have an inherent ability to produce de novo Pa and are capable of accumulating amounts of EPA in culture without resorting to genetic modifications. For example, Yazawa et al. ( J. Biochem.

103: 5-7 1988) proporcionan composiciones que comprenden EPA de la bacteria SCRC-8132 no-GE. Los autores afirman que "sorprendentemente, otros ácidos grasos poliinsaturados, como el araquidónico (C20: 4).......no se detectaron en absoluto [en la bacteria cultivada]" y "esta composición única de ácidos grasos hace que sea fácil aislar el EPA de un cultivo de esta cepa bacteriana", pero no hace comentarios sobre otros ácidos grasos C20 y su papel en la concentración. Además, los autores no enseñan cómo se pueden alcanzar niveles altos de EPA y niveles bajos de ARA en el cultivo de un organismo eucariota. Bowman et al. (Int J Syst Bacteriol 47: 1040-1047, 1997) proporcionan composiciones que comprenden microorganismos procariotas con altos niveles de EPA como una proporción del total de ácidos grasos. Los autores no registran los ácidos grasos C20 distintos de EPA y ARA, y en algunos casos parecen no haber medido ARA, por lo que no revelan nuestra composición. Los autores tampoco enseñan la relevancia de tales composiciones para la concentración y la purificación, ni sugieren cómo se podrían obtener tales composiciones en el cultivo de un organismo eucariota.103: 5-7 1988) provide compositions comprising EPA of the SCRC-8132 non-GE bacteria. The authors state that "surprisingly, other polyunsaturated fatty acids, such as arachidonic (C20: 4) ....... were not detected at all [in the cultured bacteria]" and "this unique composition of fatty acids makes it easy to isolate the EPA from a culture of this bacterial strain, "but does not comment on other C20 fatty acids and their role in concentration. In addition, the authors do not teach how high levels of EPA and low levels of ARA can be achieved in the culture of a eukaryotic organism. Bowman et al. ( Int J Syst Bacteriol 47: 1040-1047, 1997) provide compositions comprising prokaryotic microorganisms with high levels of EPA as a proportion of total fatty acids. The authors do not record C20 fatty acids other than EPA and ARA, and in some cases they appear not to have measured ARA, so they do not reveal our composition. The authors also do not teach the relevance of such compositions for concentration and purification, nor do they suggest how such compositions could be obtained in the culture of a eukaryotic organism.

Ninguna de estas fuentes procarióticas se ha podido comercializar debido a los bajos niveles de rendimiento. La tasa de rendimiento máxima reportada por Yazawa et al. por ejemplo, es 1.1 mg de EPA/L/h pero el EPA forma menos del 0.5% del peso de células secas. Los procariotas no-GE no pueden competir como fuente de EPA con microorganismos eucariotas debido al peso seco relativamente bajo del EPA y, por lo tanto, son poco adecuados para el propósito actual. Dado que los organismos procariotas y eucariotas son fundamentalmente diferentes, las enseñanzas de uno no se pueden aplicar directamente al otro, por lo que no puede haber una expectativa razonable de que las observaciones de Yazawa et al., o Bowman et al. ni de ningún otro autor sobre el contenido de EPA de los organismos procariotas de origen natural puedan utilizarse para desarrollar aún más la producción de EPA eucariota.None of these prokaryotic sources have been commercialized due to low levels of performance. The maximum rate of return reported by Yazawa et al. for example, it is 1.1 mg of EPA / L / h but EPA forms less than 0.5% of the dry cell weight. Non-GE prokaryotes cannot compete as a source of EPA with eukaryotic microorganisms due to the relatively low dry weight of the EPA and, therefore, are poorly suited for the current purpose. Since prokaryotic and eukaryotic organisms are fundamentally different, the teachings of one cannot be applied directly to the other, so there can be no reasonable expectation that the observations of Yazawa et al., Or Bowman et al. nor from any other author about the EPA content of naturally occurring prokaryotic organisms can be used to further develop the production of eukaryotic EPA.

Varios autores proporcionan composiciones que comprenden EPA como un componente de un microorganismo producido en cultivos de microorganismos eucariotas de origen natural que utilizan la luz como su principal fuente de energía para el crecimiento. Si la luz es la única fuente de energía, estos cultivos se consideran fotosintéticos o fotoautotróficos. El carbono orgánico se puede añadir a un cultivo fotosintético para convertirlo en mixotrófico. Estos cultivos generalmente se producen en estanques o pistas abiertas, o en fotobiorreactores suministrados internamente con grandes cantidades de luz artificial y/o compuestos de material transparente con altas relaciones de superficie respecto de volumen para permitir que la luz pase al cultivo. Los bajos rendimientos, los altos costes de capital y/o las dificultades técnicas asociadas con dicha producción y los costes consiguientes de producir EPA de esta manera los hacen inadecuados para el propósito actual.Several authors provide compositions comprising EPA as a component of a microorganism produced in cultures of naturally occurring eukaryotic microorganisms that use light as their main source of energy for growth. If light is the only source of energy, these crops are considered photosynthetic or photoautotrophic. Organic carbon can be added to a photosynthetic culture to convert it into myxotrophic. These crops generally occur in open ponds or tracks, or in photobioreactors supplied internally with large amounts of artificial light and / or compounds of transparent material with high surface to volume ratios to allow light to pass to the crop. Low returns, high capital costs and / or technical difficulties associated with such production and the consequent costs of producing EPA in this way make them unsuitable for the current purpose.

Por ejemplo, Vazhappilly y Chen (JAOCS 75: 393-397, 1998) proporcionan composiciones que comprenden EPA en varias especies de microalgas cultivadas en condiciones fotoautotróficas y la mejor de ellas solo mostró tasas de crecimiento promedio de alrededor de 256 mg de células por día, y muchas de ellas muestran mucho más bajas. Los autores señalan que "la alta acumulación de ácido araquidónico (ARA, C20: 4n-6) con EPA o DHA es desventajosa porque ARA puede presentar efectos perjudiciales para la salud y problemas en la recuperación de EPA", pero no sugieren medios para reducir el contenido de ARA en cultivos heterotróficos. Además, los autores afirman que "el cultivo de ARA fue relativamente bajo en las 20 microalgas excepto en Porphyridium] cruentum". Dado que muchas de las especies mencionadas tienen cantidades muy similares de los dos ácidos grasos y dos incluso tienen más ARA que EPA, esto sugiere que los autores consideran que la cantidad absoluta de ARA es importante en lugar de la relación de EPA a ARA. Esto enseña lejos de nuestra invención, ya que enseñamos que es la relación de EPA a ARA lo que es importante en lugar de la cantidad absoluta de cualquiera de los ácidos grasos.For example, Vazhappilly and Chen ( JAOCS 75: 393-397, 1998) provide compositions comprising EPA in several species of microalgae grown under photoautotrophic conditions and the best of them only showed average growth rates of around 256 mg of cells per day. , and many of them show much lower. The authors point out that "the high accumulation of arachidonic acid (ARA, C20: 4n-6) with EPA or DHA is disadvantageous because ARA can have detrimental effects on health and problems in the recovery of EPA", but they do not suggest means to reduce ARA content in heterotrophic cultures. In addition, the authors state that "the culture of ARA was relatively low in the 20 microalgae except Porphyridium] cruentum." Since many of the mentioned species have very similar amounts of the two fatty acids and two even have more ARA than EPA, this suggests that the authors consider that the absolute amount of ARA is important instead of the ratio of EPA to ARA. This teaches far from our invention, since we teach that it is the ratio of EPA to ARA that is important rather than the absolute amount of any of the fatty acids.

Ciertos microorganismos eucariotas no-GE, que incluyen pero no se limitan a microalgas, hongos y levaduras, pueden crecer de forma heterótrofa y pueden acumular niveles significativos de EPA cuando se producen en cultivos heterotróficos. Estos tienen la ventaja de que se pueden producir en interiores en reactores esterilizables por vapor convencionales con relaciones relativamente bajas de superficie respecto de volumen en comparación con los fotobiorreactores.Certain non-GE eukaryotic microorganisms, which include but are not limited to microalgae, fungi and yeasts, can grow heterotrophically and can accumulate significant levels of EPA when produced in heterotrophic cultures. These have the advantage that they can be produced indoors in conventional steam sterilizable reactors with relatively low surface to volume ratios compared to photobioreactors.

Yongmanitchai y Ward (Process Biochemistry 24: 117-125, 1989) proporcionan una lista de microorganismos que producen EPA y DHA. Los autores no distinguen entre organismos que se pueden cultivar de forma heterótrofa o se deben cultivar fotosintéticamente, por lo que es imposible anticipar a partir de esta referencia si estos organismos son adecuados para la producción industrial de EPA. Tampoco es posible determinar si los datos de composición de ácidos grasos descritos provienen de cultivos desarrollados de forma heterótrofa. En ningún caso, los datos proporcionados sobre el contenido de ácidos grasos de los organismos permiten la identificación completa del contenido de EPA en relación con el ARA y otros ácidos grasos que se concentran simultáneamente, de manera que describen la composición de esta invención. Los autores discuten la producción de EPA de alta pureza, pero no discuten el efecto que tienen otros ácidos grasos poliinsaturados en la facilidad con que se puede purificar el EPA. La referencia no sugiere la composición descrita en la presente memoria, por lo que dicha composición es relevante para la concentración y la purificación, ni que exista la expectativa de que uno pueda tener éxito en la obtención de dicha composición.Yongmanitchai and Ward ( Process Biochemistry 24: 117-125, 1989) provide a list of microorganisms that produce EPA and DHA. The authors do not distinguish between organisms that can be cultured in a heterotrophic way or should be cultivated photosynthetically, so it is impossible to anticipate from this reference if these organisms are suitable for the industrial production of EPA. It is also not possible to determine if the fatty acid composition data described comes from heterotrophic cultures. In no case, the data provided on the fatty acid content of the organisms allow the complete identification of the EPA content in relation to the ARA and other fatty acids that are concentrated simultaneously, so as to describe the composition of this invention. The authors discuss the production of high purity EPA, but do not discuss the effect that other polyunsaturated fatty acids have on the ease with which EPA can be purified. The reference does not suggest the composition described herein, so that said composition is relevant for concentration and purification, nor that there is an expectation that one can succeed in obtaining said composition.

Barclay en los documentos de patentes de EE.UU. 5130242 y 5908622 da a conocer el aislamiento, el crecimiento heterotrófico y los perfiles de ácidos grasos de varias cepas de algas. La presencia simultánea de EPA y la ausencia de ARA se dan a conocer para varios de estos (crecimiento en condiciones de selección estándar), mientras que un número más tiene niveles bajos de ARA en comparación con EPA. La mayoría de estos tienen relaciones de EPA:DHA inferiores a 8, lo que las hace poco adecuadas para los propósitos actuales.Barclay in US patent documents 5130242 and 5908622 discloses the isolation, heterotrophic growth and fatty acid profiles of several strains of algae. The simultaneous presence of EPA and the absence of ARAs are reported for several of these (growth under standard selection conditions), while an additional number has low levels of ARA compared to EPA. Most of these have EPA: DHA ratios of less than 8, which makes them unsuitable for current purposes.

La cepa BRBG se da a conocer en la tabla 3 del documento de patente de EE.UU. 5130242 como que no tiene AA (ARA) y una relación de EPA a DHA de 12 y en la tabla 4 que tiene una relación de EPA a DHA de 10.9. Los mismos datos se utilizan en el documento de patente de EE.UU. 5908622.The BRBG strain is disclosed in Table 3 of US Pat. 5130242 as having no AA (ARA) and an EPA to DHA ratio of 12 and in Table 4 that has an EPA to DHA ratio of 10.9. The same data is used in US Pat. 5908622.

Sin embargo, no se da a conocer el ácido dihomo-gamma-linoleico (DGLA, por sus siglas en inglés) o el ácido eicosatetraenoico (ETA, por sus siglas en inglés), por lo que el autor claramente no reconoce la importancia de los niveles relativos de otros ácidos grasos de cadena larga de 20 carbonos o más con el propósito de la concentración y purificación. Dadas las cantidades relativamente bajas de EPA en el perfil de ácidos grasos, incluso pequeñas cantidades de estos u otros compuestos C20 podrían tener un efecto significativo en la relación de EPA a los ácidos grasos que se concentran simultáneamente. No se proporcionan datos de productividad para el crecimiento de estas cepas.However, dihomo-gamma-linoleic acid (DGLA) or eicosatetraenoic acid (ETA) is not disclosed, so the author clearly does not recognize the importance of relative levels of other long chain fatty acids of 20 carbons or more for the purpose of concentration and purification. Given the relatively low amounts of EPA in the fatty acid profile, even small amounts of these or other C20 compounds could have a significant effect on the ratio of EPA to simultaneously concentrated fatty acids. No productivity data is provided for the growth of these strains.

El autor considera la purificación de los ácidos grasos omega-3 como un grupo, pero no considera la purificación de los ácidos grasos individuales, por lo que no enseña la relevancia de la composición para la concentración y la purificación de los ácidos grasos individuales.The author considers the purification of omega-3 fatty acids as a group, but does not consider the purification of individual fatty acids, so he does not teach the relevance of the composition for the concentration and purification of individual fatty acids.

Mientras que ninguno de los ácidos grasos omega-6, incluido el ARA, son desventajosos para propósitos dietéticos, el autor afirma que "también se pueden aislar cepas que tienen menos del 1% (como % de ácidos grasos totales) de los HUFA (ácidos grasos altamente insaturados), por sus siglas en inglés, C20: 4n-6 y C22: 5n-6 indeseables para algunas aplicaciones", lo que indica que este autor considera que la cantidad total en lugar de la cantidad relativa de ARA es importante. Esto enseña lejos de la presente invención que es la relación de EPA a ARA lo que es importante en lugar de la cantidad absoluta de cualquiera de los ácidos grasos.While none of the omega-6 fatty acids, including ARA, are disadvantageous for dietary purposes, the author states that "strains that have less than 1% (as% of total fatty acids) of HUFA (acids can also be isolated) highly unsaturated fatty acids), for its acronym in English, C20: 4n-6 and C22: 5n-6 undesirable for some applications, "indicating that this author considers the total amount instead of the relative amount of ARA to be important. This teaches far from the present invention that it is the ratio of EPA to ARA that is important rather than the absolute amount of any of the fatty acids.

Varios autores proporcionan composiciones que comprenden EPA producido en diatomeas. Por ejemplo, Tan y Johns (Journal of Applied Phycology 8: 59-64, 1996) dan a conocer el crecimiento heterotrófico de varias diatomeas, pero no registran ni mencionan el contenido de ARA de las células ni el contenido de otros ácidos grasos que se concentran simultáneamente distintos de C20:3. La referencia no sugiere la composición descrita en la presente memoria, por lo que dicha composición es relevante para la concentración y la purificación, ni que existe la expectativa de que uno pueda tener éxito en la obtención de dicha composición.Several authors provide compositions comprising EPA produced in diatoms. For example, Tan and Johns ( Journal of Applied Phycology 8: 59-64, 1996) disclose the heterotrophic growth of several diatoms, but do not record or mention the ARA content of the cells or the content of other fatty acids that are simultaneously concentrate other than C20: 3. The reference does not suggest the composition described herein, therefore that said composition is relevant for concentration and purification, nor that there is an expectation that one can succeed in obtaining said composition.

Kitano et al. (Journal of Applied Phycology 9: 559-563, 1997) dan a conocer el crecimiento heterotrófico de la diatomea Navícula saprophila, pero la relación de EPA a C20:4 obtenida es menor que 10. El contenido de otros ácidos grasos de cadena larga de 20 carbonos o más no se describe, ni se da ninguna consideración sobre la purificación. La referencia no sugiere nuestra composición, por lo que tal composición es relevante para la concentración y la purificación, ni que exista cualquier expectativa de que uno pueda tener éxito en obtener tal composición.Kitano et al. ( Journal of Applied Phycology 9: 559-563, 1997) disclose the heterotrophic growth of the diatomea Navícula saprophila, but the ratio of EPA to C20: 4 obtained is less than 10. The content of other long-chain fatty acids of 20 carbons or more is not described, nor is any consideration given to purification. The reference does not suggest our composition, so such a composition is relevant for concentration and purification, nor is there any expectation that one can succeed in obtaining such a composition.

En los documentos de patente de EE.UU. 5244921 y 5567732, Kyle y Gladue describen métodos para producir ácido eicosapentaenoico a partir de la diatomea Nitzschia alba en un cultivo heterotrófico. En células producidas por sus métodos, la relación de EPA a C20:4 es solo de 4:1. La relación de EPA a otros ácidos grasos que se concentran simultáneamente no se considera ni es el efecto probable en la purificación. La referencia no sugiere nuestra composición, por lo que tal composición es relevante para la concentración y la purificación, ni que exista la expectativa de que uno pueda tener éxito en obtener tal composición.In US patent documents 5244921 and 5567732, Kyle and Gladue describe methods for producing eicosapentaenoic acid from the Nitzschia alba diatom in a heterotrophic culture. In cells produced by their methods, the ratio of EPA to C20: 4 is only 4: 1. The ratio of EPA to other fatty acids that are concentrated simultaneously is not considered nor is the probable effect on purification. The reference does not suggest our composition, so such a composition is relevant for concentration and purification, nor that there is an expectation that one can succeed in obtaining such a composition.

Chu et al. (Journal of Applied Phycology 8: 389-396, 1996) dan a conocer el cultivo heterotrófico de la diatomea Nitzschia inconspicua sobre acetato y glucosa. Los autores no describen el contenido de ácidos grasos de cadena larga de 20 carbonos o más, aparte de EPA y ARA. La relación de estos dos ácidos grasos es, en cualquier caso, inferior a 2 en condiciones heterotróficas. La referencia no sugiere la composición descrita en la presente memoria, por lo que una composición es relevante para la concentración y la purificación, ni que exista la expectativa de que uno pueda tener éxito en la obtención de dicha composición.Chu et al. ( Journal of Applied Phycology 8: 389-396, 1996) disclose the heterotrophic culture of the Nitzschia inconspicuous diatom to acetate and glucose. The authors do not describe the long chain fatty acid content of 20 carbons or more, other than EPA and ARA. The ratio of these two fatty acids is, in any case, less than 2 under heterotrophic conditions. The reference does not suggest the composition described herein, so that a composition is relevant for concentration and purification, nor that there is an expectation that one can succeed in obtaining such a composition.

Wen y Chen en varios artículos (Biotechnology Letters 22: 727-733, 2000; Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology 25: 218-224, 2000; Enzyme and Microbial Technology 29: 341-347, 2001; Biotechnol Bioeng 75: 159­ 169, 2001.; Biotechnol. Prog. 18: 21-28, 2002; Process Biochemistry 37:1447-1453, 2002; Process Biochemistry 38: 523-529, 2002) han descrito la optimización de las condiciones de crecimiento heterotrófico para la diatomea Nitzschia laevis. Los autores trabajan para maximizar la producción de EPA pero no han dado ninguna indicación de que la relación de EPA a ARA sea importante o que se considere la optimización de la relación. Del mismo modo, no se tienen en cuenta los niveles relativos de EPA respecto de los ácidos grasos que se concentran simultáneamente, ni la concentración o purificación. Las referencias no muestran la composición descrita en la presente memoria, ni sugieren que esta composición sea relevante para la concentración y la purificación.Wen and Chen in several articles ( Biotechnology Letters 22: 727-733, 2000; Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology 25: 218-224, 2000; Enzyme and Microbial Technology 29: 341-347, 2001; Biotechnol Bioeng 75: 159 169, 2001 .; Biotechnol. Prog. 18: 21-28, 2002; Process Biochemistry 37: 1447-1453, 2002; Process Biochemistry 38: 523-529, 2002) have described the optimization of heterotrophic growth conditions for the Nitzschia laevis diatom . The authors work to maximize the production of EPA but have not given any indication that the ratio of EPA to ARA is important or that the optimization of the relationship is considered. Similarly, the relative levels of EPA with respect to fatty acids that are concentrated simultaneously, nor the concentration or purification are not taken into account. The references do not show the composition described herein, nor do they suggest that this composition is relevant for concentration and purification.

En Pahl et al. (J Bioscience y Bioeng 109: 235-239, 2010) los autores dan a conocer el crecimiento heterotrófico de la diatomea Cyclotella cryptica con el propósito de producir piensos para uso en la industria de la acuicultura. Los autores no consideran la posibilidad de producir EPA purificado ni el efecto que los niveles relativos de EPA respecto de otros ácidos grasos de cadena larga tendrían sobre la concentración o la purificación. En particular, las cantidades de ARA ni siquiera se dan a conocer en el documento. Los autores utilizan un medio rico en fuentes de nitrógeno, fosfatos y silicatos, pero con cantidades relativamente bajas de carbono. Como resultado, el contenido de EPA de las células permanece por debajo del 1.5% del peso de células secas. La referencia no sugiere la composición descrita en la presente memoria, por lo que una composición es relevante para la concentración y la purificación, ni que exista la expectativa de que uno pueda tener éxito en la obtención de tal composición.In Pahl et al. ( J Bioscience and Bioeng 109: 235-239, 2010) The authors report the heterotrophic growth of the Cyclotella cryptica diatom with the purpose of producing feed for use in the aquaculture industry. The authors do not consider the possibility of producing purified EPA or the effect that relative levels of EPA with respect to other long-chain fatty acids would have on concentration or purification. In particular, the amounts of ARA are not even disclosed in the document. The authors use a medium rich in sources of nitrogen, phosphates and silicates, but with relatively low amounts of carbon. As a result, the EPA content of the cells remains below 1.5% of the dry cell weight. The reference does not suggest the composition described herein, so that a composition is relevant for concentration and purification, nor that there is an expectation that one can succeed in obtaining such a composition.

Griffiths y Geiringer en el documento WO2008004900 proporcionan composiciones que comprenden EPA con bajos niveles de moléculas con propiedades estructurales y fisicoquímicas similares al EPA obtenidas a partir de diatomeas. Estos autores describen la conveniencia general de composiciones que comprenden EPA con niveles bajos de ciertos ácidos grasos para uso farmacoterapéutico. En particular, se clasifican ARA y otros ácidos grasos omega-3 y omega-6 que "puede disminuir el efecto deseado a través de acciones que pueden ser antagónicas, competitivas, bloquear, revertir, mediar, crear sinergias o alterar de otro modo el efecto beneficioso para la salud deseado del EPA" como no deseados. Los autores también describen la conveniencia general de composiciones que comprenden EPA con niveles bajos de los ácidos grasos no deseados mencionados anteriormente con el propósito de la purificación para posterior uso farmacoterapéutico. No consideran otros ácidos grasos C20 que no tienen efecto sobre el efecto beneficioso para la salud de EPA, pero que pueden afectar el grado en que se puede concentrar o purificar.Griffiths and Geiringer in WO2008004900 provide compositions comprising EPA with low levels of molecules with structural and physicochemical properties similar to EPA obtained from diatoms. These authors describe the general convenience of compositions comprising EPA with low levels of certain fatty acids for pharmacotherapeutic use. In particular, ARA and other omega-3 and omega-6 fatty acids are classified which "can decrease the desired effect through actions that can be antagonistic, competitive, block, reverse, mediate, create synergies or otherwise alter the effect. EPA's desired health benefits "as unwanted. The authors also describe the general convenience of compositions comprising EPA with low levels of the unwanted fatty acids mentioned above for the purpose of purification for subsequent pharmacotherapeutic use. They do not consider other C20 fatty acids that have no effect on the beneficial health effect of EPA, but may affect the degree to which it can be concentrated or purified.

Mientras que los autores enseñan la conveniencia de composiciones de EPA con bajos niveles de ARA con fines terapéuticos, no logran sugerir las composiciones de la presente invención porque sus composiciones requieren una primera etapa de aislamiento de la biomasa, y sus composiciones no tienen en cuenta todos los ácidos grasos que se concentran simultáneamente, simplemente aquellos que tienen efectos sobre la actividad biológica de EPA. Además, no se enseña cómo se podrían obtener las composiciones de la presente invención ni el uso industrial de hacerlo. While the authors teach the convenience of EPA compositions with low levels of ARA for therapeutic purposes, they fail to suggest the compositions of the present invention because their compositions require a first stage of biomass isolation, and their compositions do not take into account all fatty acids that are concentrated simultaneously, simply those that have effects on the biological activity of EPA. Furthermore, it is not taught how the compositions of the present invention could be obtained or the industrial use of doing so.

Además, ni Griffiths ni Geiringer, ni ningún otro autor han enseñado que los intervalos prescritos para las relaciones de EPA a ARA o las moléculas de ácido graso que se concentran simultáneamente como se enseña en la presente memoria son importantes en el cultivo heterotrófico de microorganismos por lo que dan como resultado una composición susceptible de un alto grado de concentración y después de purificación.In addition, neither Griffiths nor Geiringer, nor any other author have taught that the prescribed ranges for EPA to ARA ratios or the fatty acid molecules that are concentrated simultaneously as taught herein are important in the heterotrophic culture of microorganisms by which result in a composition susceptible to a high degree of concentration and after purification.

Mientras que los cultivos heterotróficos de microorganismos, y en particular las microalgas eucariotas de origen natural, pueden actuar como una fuente alternativa de ácidos grasos omega-3 para los peces a través de la acumulación de grandes cantidades de EPA en el cultivo, puede parecer sorprendente que se haya dedicado relativamente poco o ningún esfuerzo sistemático al desarrollo de tales fuentes de EPA que al mismo tiempo están suficientemente libres de moléculas fisioquímicamente o estructuralmente similares al EPA para permitir un alto grado de concentración y purificación.While heterotrophic cultures of microorganisms, and in particular eukaryotic microalgae of natural origin, can act as an alternative source of omega-3 fatty acids for fish through the accumulation of large amounts of EPA in the culture, it may seem surprising that relatively little or no systematic effort has been devoted to the development of such EPA sources that are at the same time sufficiently free of physiochemically or structurally similar molecules to the EPA to allow a high degree of concentration and purification.

En un primer aspecto amplio, la invención proporciona una diatomea de crecimiento heterotrófico, Nitzschia laevis, en la que la relación de EPA a ARA es al menos 17:1 y EPA es al menos el 1.5% del peso de células secas, donde las relaciones están en una base ponderal.In a first broad aspect, the invention provides a heterotrophic growth diatom, Nitzschia laevis, in which the ratio of EPA to ARA is at least 17: 1 and EPA is at least 1.5% of the dry cell weight, where the ratios They are on a weight basis.

La invención proporciona además: un método para producir una diatomea que comprende ácido eicosapentaenoico y ácido araquidónico en una relación de al menos 14:1 y al menos 1.5% p/p del peso de células secas como ácido eicosapentaenoico que comprende:The invention further provides: a method for producing a diatom that comprises eicosapentaenoic acid and arachidonic acid in a ratio of at least 14: 1 and at least 1.5% w / w of the weight of dry cells such as eicosapentaenoic acid comprising:

a. cultivar diatomeas en cultivos heterotróficos que contienen una solución nutritiva que comprende:to. culturing diatoms in heterotrophic cultures that contain a nutrient solution comprising:

(i) una fuente de carbono orgánico a una concentración inicial de al menos 0.5 M de carbono (i) an organic carbon source at an initial concentration of at least 0.5 M carbon

(ii) una relación en moles de carbono orgánico a nitrógeno de no más de 30:1 (mol C:mol N) y;(ii) a mole ratio of organic carbon to nitrogen of not more than 30: 1 (mol C: mol N) and;

(iii) una fuente no limitante de silicato que no cae por debajo de 150 pM; y(iii) a non-limiting source of silicate that does not fall below 150 pM; Y

b. recuperar la diatomea del cultivo heterotrófico.b. recover the diatom of the heterotrophic culture.

Preferiblemente, la composición comprende una relación de EPA a ARA de al menos 15:1.Preferably, the composition comprises an EPA to ARA ratio of at least 15: 1.

Preferiblemente, la composición comprende una relación de EPA a los ácidos grasos que se concentran simultáneamente de al menos 9:1, más preferiblemente la relación es de al menos 10:1, más preferiblemente de al menos 11:1 e incluso más preferiblemente de al menos 12:1.Preferably, the composition comprises an EPA ratio to fatty acids that are simultaneously concentrated at least 9: 1, more preferably the ratio is at least 10: 1, more preferably at least 11: 1 and even more preferably at least minus 12: 1.

Preferiblemente, menos del 1% p/p de los ácidos grasos totales es ácido juniperónico (que es un ácido graso que se concentra simultáneamente). Más preferiblemente, la composición comprende menos de 0.5% p/p de ácido juniperónico. Lo más preferiblemente, no está presente el ácido juniperónico en la composición.Preferably, less than 1% w / w of the total fatty acids is juniperonic acid (which is a fatty acid that is concentrated simultaneously). More preferably, the composition comprises less than 0.5% w / w juniperonic acid. Most preferably, juniperonic acid is not present in the composition.

Preferiblemente, menos del 1% p/p del total de ácidos grasos es ácido sciadónico (que es un ácido graso que se concentra simultáneamente). Más preferiblemente, la composición comprende menos de 0.5% p/p de ácido sciadónico. Lo más preferiblemente, no está presente el ácido sciadónico en la composición.Preferably, less than 1% w / w of the total fatty acids is sciadonic acid (which is a fatty acid that is concentrated simultaneously). More preferably, the composition comprises less than 0.5% w / w of sciadonic acid. Most preferably, sciadonic acid is not present in the composition.

Preferiblemente, los microorganismos cultivados de forma heterótrofa son diatomeas del género Nitzschia, incluso más preferiblemente los microorganismos están comprendidos de la diatomea unicelular marina conocida como Nitzschia laevis. Preferably, the heterotrophic cultured microorganisms are diatoms of the genus Nitzschia, even more preferably the microorganisms are comprised of the marine unicellular diatomome known as Nitzschia laevis.

Preferiblemente, la composición de biomasa comprende una proporción de su peso total seco como ácidos grasos; la proporción que se encuentra en el intervalo de entre 5 y 80%, una proporción de la cual será EPA; la proporción de EPA (en peso seco de los ácidos grasos) que se encuentra en el intervalo de entre 2 y 80%, más preferiblemente la proporción es más del 10%, más preferiblemente más del 20% e incluso más preferiblemente más del 30%. Típicamente, la proporción (en peso seco) de ácidos grasos totales que es EPA está en el intervalo de 10 a 80%, de 20 a 80% o de 30 a 80%.Preferably, the biomass composition comprises a proportion of its total dry weight as fatty acids; the proportion that is in the range of 5 to 80%, a proportion of which will be EPA; the proportion of EPA (dry weight of fatty acids) in the range of 2 to 80%, more preferably the proportion is more than 10%, more preferably more than 20% and even more preferably more than 30% . Typically, the proportion (in dry weight) of total fatty acids that is EPA is in the range of 10 to 80%, 20 to 80% or 30 to 80%.

Normalmente, la biomasa microbiana se produce a partir de un cultivo microbiano mediante la recolección de los microbios del medio de cultivo heterotrófico, opcionalmente, el calor o la destrucción de las células (por ejemplo, para desnaturalizar enzimas endógenas) y la formación de las células en una biomasa (p. ej., una torta de biomasa). La biomasa se seca opcionalmente para reducir o retirar el agua. La formación de la biomasa de la invención no incluye las etapas de extracción o purificación para recuperar ácidos grasos o materiales distintos del agua. Sin embargo, la relación EPA:ARA de la biomasa de la invención sirve para facilitar las etapas posteriores de extracción y purificación utilizadas para enriquecer el EPA con fines terapéuticos. La biomasa microbiana de la invención se puede someter a una o más etapas de extracción para extraer ácidos grasos de la biomasa para producir una composición de ácidos grasos. Las técnicas de extracción adecuadas son bien conocidas en la técnica. Por ejemplo, la biomasa se puede extraer con un disolvente lipídico no selectivo (p. ej., dimetil éter o etanol cuasi-crítico) y recuperarse del disolvente como un residuo.Typically, microbial biomass is produced from a microbial culture by collecting microbes from the heterotrophic culture medium, optionally, heat or destruction of cells (for example, to denature endogenous enzymes) and cell formation in a biomass (e.g., a biomass cake). The biomass is optionally dried to reduce or remove water. The biomass formation of the invention does not include the extraction or purification steps to recover fatty acids or materials other than water. However, the EPA: ARA ratio of the biomass of the invention serves to facilitate the subsequent stages of extraction and purification used to enrich the EPA for therapeutic purposes. The microbial biomass of the invention can be subjected to one or more extraction steps to extract fatty acids from the biomass to produce a fatty acid composition. Suitable extraction techniques are well known in the art. For example, the biomass can be extracted with a non-selective lipid solvent (eg, dimethyl ether or quasi-critical ethanol) and recovered from the solvent as a residue.

Después de la extracción, el nivel de EPA en dicha composición de ácidos grasos es de 5 a 90%, de 5 a 75% o de 5 a 50% en peso de los ácidos grasos en la composición. La relación de EPA a ARA se puede mantener sustancialmente al mismo nivel que antes de la extracción, preferiblemente al menos 14:1. La relación de EPA a ácidos grasos totales que se concentran simultáneamente se puede retener sustancialmente al mismo nivel que antes de la extracción, preferiblemente al menos aproximadamente 8:1.After extraction, the level of EPA in said fatty acid composition is 5 to 90%, 5 to 75% or 5 to 50% by weight of the fatty acids in the composition. The ratio of EPA to ARA can be maintained at substantially the same level as before extraction, preferably at least 14: 1. The ratio of EPA to total fatty acids that are concentrated simultaneously can be retained substantially at the same level as before extraction, preferably at least about 8: 1.

Después de la extracción, la etapa adicional de enriquecer la composición de ácidos grasos en EPA o purificar EPA a partir de la composición de ácidos grasos se puede realizar utilizando técnicas bien conocidas en la técnica. Por ejemplo, el material extraído se puede tratar con ácidos, álcalis y/o enzimas en presencia de alcohol o agua para formar mezclas de ésteres alquílicos de ácidos grasos o ácidos grasos. Las mezclas se pueden concentrar y purificar después adicionalmente para lograr un estándar de pureza requerido. La relación de EPA a ARA en la composición se puede mantener sustancialmente al mismo nivel que antes del enriquecimiento y/o purificación, preferiblemente al menos 14:1. La relación de EPA a ácidos grasos totales que se concentran simultáneamente en la composición también se puede retener sustancialmente al mismo nivel que antes del enriquecimiento y/o purificación, preferiblemente al menos aproximadamente 8:1. Más preferiblemente, las relaciones de EPA a ARA y EPA a ácidos grasos totales que se concentran simultáneamente aumentarán después de la etapa de enriquecimiento y/o purificación. Sin embargo, dada la dificultad relativa y el costo de separar EPA de ARA y los ácidos grasos que se concentran simultáneamente, hay una ventaja en tener relaciones relativamente altas de EPA a ARA y EPA a ácidos grasos que se concentran simultáneamente en la composición antes de la etapa de enriquecimiento y/o purificación. After extraction, the additional step of enriching the fatty acid composition in EPA or purifying EPA from the fatty acid composition can be performed using techniques well known in the art. For example, the extracted material can be treated with acids, alkalis and / or enzymes in the presence of alcohol or water for form mixtures of alkyl esters of fatty acids or fatty acids. The mixtures can then be concentrated and further purified to achieve a required purity standard. The ratio of EPA to ARA in the composition can be maintained substantially at the same level as before enrichment and / or purification, preferably at least 14: 1. The ratio of EPA to total fatty acids that are simultaneously concentrated in the composition can also be retained substantially at the same level as before enrichment and / or purification, preferably at least about 8: 1. More preferably, the ratios of EPA to ARA and EPA to total fatty acids that are concentrated simultaneously will increase after the enrichment and / or purification stage. However, given the relative difficulty and cost of separating EPA from ARA and fatty acids that are concentrated simultaneously, there is an advantage in having relatively high ratios of EPA to ARA and EPA to fatty acids that simultaneously concentrate on the composition before the enrichment and / or purification stage.

Después del enriquecimiento o la purificación, el nivel de EPA en dicha composición de ácidos grasos es al menos el 30%, o al menos el 50%, o es una composición de EPA de alta pureza de al menos el 60%, al menos aproximadamente el 70%, al menos el 80%, al menos el 90%, al menos el 95% o al menos el 97% en peso de los ácidos grasos en la composición. La composición de EPA de alta pureza para los fines de esta especificación se puede definir en consecuencia. Tal composición de EPA de alta pureza que forma otro aspecto de la invención.After enrichment or purification, the level of EPA in said fatty acid composition is at least 30%, or at least 50%, or is a high purity EPA composition of at least 60%, at least about 70%, at least 80%, at least 90%, at least 95% or at least 97% by weight of the fatty acids in the composition. The composition of high purity EPA for the purposes of this specification can be defined accordingly. Such a high purity EPA composition that forms another aspect of the invention.

La diatomea de crecimiento heterotrófico de la invención o producida por el método de la invención se puede utilizar en la fabricación de un producto para consumo humano o animal. Tal producto podría ser formulado por un experto en la técnica utilizando técnicas conocidas, y puede incluir, por ejemplo, rellenos, vehículos, tampones, estabilizantes y conservantes. Puede tomar la forma de, por ejemplo, comprimidos, cápsulas, líquidos, soluciones, y también se puede combinar con otros productos alimenticios tal como panes y cereales, productos para untar y productos lácteos. The heterotrophic growth diatom of the invention or produced by the method of the invention can be used in the manufacture of a product for human or animal consumption. Such a product could be formulated by one skilled in the art using known techniques, and may include, for example, fillers, vehicles, buffers, stabilizers and preservatives. It can take the form of, for example, tablets, capsules, liquids, solutions, and can also be combined with other food products such as breads and cereals, spreads and dairy products.

Puede ser mezclado con otros ácidos grasos o ésteres alquílicos de ácidos grasos.It can be mixed with other fatty acids or alkyl esters of fatty acids.

La diatomea de crecimiento heterotrófico de la invención o producida por el método de la invención se puede utilizar en la fabricación de un medicamento para el tratamiento de una persona afectada por ciertas afecciones o trastornos médicos que incluyen, pero no se limitan a los seleccionados de la diabetes (tipo I, y tipo II), trastornos glucémicos, hipertensión asociada a la diabetes, cáncer, osteoartritis, enfermedades autoinmunes, artritis reumatoide, enfermedades inflamatorias y autoinmunes distintas de la artritis, enfermedades respiratorias, trastornos neurológicos, trastornos neurodegenerativos (que incluyen la enfermedad de Huntington, enfermedad de Parkinson, enfermedad de Alzheimer, esquizofrenia, depresión mayor, depresión unipolar, depresión bipolar, trastorno obsesivo compulsivo, trastorno límite de la personalidad, depresión posparto, daño cerebral orgánico y lesión cerebral traumática), trastornos renales y del tracto urinario, trastornos cardiovasculares, trastornos cerebrovasculares, enfermedades degenerativas de los ojos, trastornos psiquiátricos, trastornos reproductivos, trastornos viscerales, trastornos musculares, trastornos metabólicos, hipertrofia prostática y prostatitis, impotencia e infertilidad masculina, mastalgia, calvicie de patrón masculino, osteoporosis, trastornos dermatológicos, dislexia y otras discapacidades de aprendizaje, caquexia por cáncer, obesidad, colitis ulcerosa, enfermedad de Crohn, anorexia nerviosa, quemaduras, osteoartritis, osteoporosis, trastorno por déficit de atención/hiperactividad, y etapas tempranas del cáncer colorrectal, enfermedades pulmonares y renales, y trastornos asociados con el crecimiento y desarrollo anormales. Preferiblemente, la condición médica del trastorno es un trastorno cardiovascular o una condición relacionada con la obesidad.The heterotrophic growth diatom of the invention or produced by the method of the invention can be used in the manufacture of a medicament for the treatment of a person affected by certain medical conditions or disorders that include, but are not limited to those selected from the diabetes (type I, and type II), glycemic disorders, hypertension associated with diabetes, cancer, osteoarthritis, autoimmune diseases, rheumatoid arthritis, inflammatory and autoimmune diseases other than arthritis, respiratory diseases, neurological disorders, neurodegenerative disorders (including Huntington's disease, Parkinson's disease, Alzheimer's disease, schizophrenia, major depression, unipolar depression, bipolar depression, obsessive compulsive disorder, borderline personality disorder, postpartum depression, organic brain damage and traumatic brain injury), kidney and tract disorders urinary, cardiovascular disorders ares, cerebrovascular disorders, degenerative diseases of the eyes, psychiatric disorders, reproductive disorders, visceral disorders, muscular disorders, metabolic disorders, prostatic hypertrophy and prostatitis, impotence and male infertility, mastalgia, male pattern baldness, osteoporosis, dermatological disorders, dyslexia and other learning disabilities, cancer cachexia, obesity, ulcerative colitis, Crohn's disease, anorexia nervosa, burns, osteoarthritis, osteoporosis, attention deficit / hyperactivity disorder, and early stages of colorectal cancer, lung and kidney diseases, and associated disorders with abnormal growth and development. Preferably, the medical condition of the disorder is a cardiovascular disorder or a condition related to obesity.

Métodos de la invención.Methods of the invention

Varios autores enseñan métodos mediante los cuales se pueden cultivar diatomeas para producir EPA.Several authors teach methods by which diatoms can be cultured to produce EPA.

Por ejemplo, Tan y Johns (Journal of Applied Phycology 8: 59-64, 1996) dan a conocer el crecimiento heterotrófico de varias diatomeas, pero no registran ni mencionan el contenido de ARA de las células ni el contenido de ácidos grasos con más de 20 átomos de carbono distintos de C20:3. Además de examinar los modos de crecimiento fotosintético y mixotrófico, los autores no intentan ninguna variación en los nutrientes ni comentan el hecho de que esto podría afectar la composición de los ácidos grasos. Estos autores no sugieren el método de la presente invención ya que no reconocen que las relaciones relativas de nutrientes de carbono, nitrógeno, silicato y fosfato tendrán un efecto sobre la composición de los ácidos grasos. Tampoco los autores describen que podría ser deseable que afecte las relaciones relativas de EPA respecto de ARA en la biomasa a través del contenido de nutrientes de los medios de crecimiento. For example, Tan and Johns ( Journal of Applied Phycology 8: 59-64, 1996) disclose the heterotrophic growth of several diatoms, but do not record or mention the ARA content of the cells or the fatty acid content with more than 20 carbon atoms other than C20: 3. In addition to examining the modes of photosynthetic and myxotrophic growth, the authors do not attempt any variation in nutrients or comment on the fact that this could affect the composition of fatty acids. These authors do not suggest the method of the present invention since they do not recognize that the relative ratios of nutrients of carbon, nitrogen, silicate and phosphate will have an effect on the composition of fatty acids. Nor do the authors describe that it might be desirable to affect the relative relationships of EPA to ARA in biomass through the nutrient content of growth media.

Kitano et al. (Journal of Applied Phycology 9: 559-563, 1997) dan a conocer el crecimiento heterotrófico de la diatomea Navicula saprophila, pero la relación de EPA a C20:4 obtenida es menor que 10. Además de examinar los modos de crecimiento fotosintético y mixotrófico, los autores no intentan ninguna variación en los nutrientes ni comentan el hecho de que esto afecta la composición de los ácidos grasos. Estos autores no sugieren el método de la presente invención ya que no reconocen que las relaciones relativas de nutrientes de carbono, nitrógeno, silicato y fosfato tendrán un efecto sobre la composición de los ácidos grasos. Tampoco los autores describen que podría ser deseable afectar las relaciones relativas de EPA a ARA en la biomasa a través del contenido de nutrientes de los medios de crecimiento. Kitano et al. ( Journal of Applied Phycology 9: 559-563, 1997) disclose the heterotrophic growth of the Navicula saprophila diatom , but the ratio of EPA to C20: 4 obtained is less than 10. In addition to examining the photosynthetic and myxotrophic growth modes , the authors do not attempt any variation in nutrients or comment on the fact that this affects the composition of fatty acids. These authors do not suggest the method of the present invention since they do not recognize that the relative ratios of nutrients of carbon, nitrogen, silicate and phosphate will have an effect on the composition of fatty acids. Nor do the authors describe that it might be desirable to affect the relative relationships of EPA to ARA in biomass through the nutrient content of growth media.

En los documentos de patente de EE.UU. 5244921 y 5567732, Kyle y Gladue describen métodos para producir ácido eicosapentaenoico a partir de la diatomea Nitzschia alba en un cultivo heterotrófico. En esto, los autores enseñan lejos de la presente invención, privando a las células primero de nitrógeno y después de silicato antes de la cosecha. Las células acumulan lípidos, pero la relación de EPA a C20:4 es solo de 4:1. La relación de EPA a otros ácidos grasos de cadena larga de 20 carbonos o más no se considera ni es el efecto probable sobre la purificación.In US patent documents 5244921 and 5567732, Kyle and Gladue describe methods for producing eicosapentaenoic acid from the Nitzschia alba diatom in a heterotrophic culture. In this, the authors teach far from the present invention, depriving the cells first of nitrogen and then silicate before harvest. The Cells accumulate lipids, but the ratio of EPA to C20: 4 is only 4: 1. The ratio of EPA to other long-chain fatty acids of 20 carbons or more is not considered nor is the probable effect on purification.

Wen y Chen en varios artículos (Biotechnology Letters 22: 727-733, 2000; Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology 25: 218-224, 2000; Enzyme and Microbial Technology 29: 341-347, 2001; Biotechnol Bioeng 75: 159­ 169, 2001.; Biotechnol. Prog. 18: 21-28, 2002; Process Biochemistry 37: 1447-1453, 2002; Process Biochemistry 38: 523-529, 2002) han descrito la optimización de las condiciones de crecimiento heterotrófico para la diatomea Nitzschia laevis. Los autores han manipulado los niveles de nutrientes en sus medios de alimentación para maximizar la producción de EPA, pero no han intentado medir ningún nutriente residual distinto a la glucosa, y por lo tanto, no han investigado los efectos de la limitación por falta de nitrógeno, fosfato o silicato de nutrientes en el propio cultivo. Los autores no han alcanzado los intervalos prescritos para las relaciones de componentes de nutrientes como se enseña en la presente memoria, por lo que se puede obtener una relación suficientemente alta de EPA a ARA.Wen and Chen in several articles ( Biotechnology Letters 22: 727-733, 2000; Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology 25: 218-224, 2000; Enzyme and Microbial Technology 29: 341-347, 2001; Biotechnol Bioeng 75: 159 169, 2001 .; Biotechnol. Prog. 18: 21-28, 2002; Process Biochemistry 37: 1447-1453, 2002; Process Biochemistry 38: 523-529, 2002) have described the optimization of heterotrophic growth conditions for the Nitzschia laevis diatom . The authors have manipulated nutrient levels in their feeding media to maximize EPA production, but have not attempted to measure any residual nutrient other than glucose, and therefore have not investigated the effects of nitrogen deficiency limitation. , phosphate or silicate of nutrients in the crop itself. The authors have not reached the prescribed intervals for nutrient component ratios as taught herein, so a sufficiently high ratio of EPA to ARA can be obtained.

Estos autores no sugieren el método de la presente invención, ya que no reconocen que la limitación por falta de los nutrientes nitrógeno o silicato tiene un efecto en las relaciones relativas de EPA respecto de ARA en la biomasa. Tampoco los autores describen que podría ser deseable afectar las relaciones relativas de EPA respecto de ARA en la biomasa a través del contenido de nutrientes de los medios de cultivo.These authors do not suggest the method of the present invention, since they do not recognize that the limitation due to lack of nitrogen or silicate nutrients has an effect on the relative relationships of EPA to ARA in biomass. Nor do the authors describe that it might be desirable to affect the relative relationships of EPA to ARA in biomass through the nutrient content of the culture media.

En Pahl et al. (J Bioscience y Bioeng 109: 235-239, 2010) los autores dan a conocer el crecimiento heterotrófico de la diatomea Cyclotella cryptica con el propósito de producir piensos para uso en la industria de la acuicultura. Los autores utilizan un medio rico en fuentes de nitrógeno, fosfatos y silicatos, pero con cantidades relativamente bajas de carbono, por lo que no se logra la composición de nutrientes prescrita como se enseña en la presente memoria. Los autores no consideran la posibilidad de producir EPA purificado ni el efecto que los niveles relativos de EPA respecto de ARA tendrían sobre la concentración o la purificación; las cantidades de Ar a ni siquiera se dan a conocer en el documento. Los autores señalan que se podría esperar que la limitación de silicato aumenta la proporción de ácidos grasos con un menor grado de insaturación, pero no considera que las relaciones de nutrientes cambiantes en los medios pueden afectar la relación entre diferentes ácidos grasos de cadena larga altamente insaturados. Estos autores no sugieren el método de la presente invención, ya que no reconocen que las relaciones relativas de nutrientes de carbono, nitrógeno, silicato y fosfato tendrán un efecto sobre las relaciones relativas de EPA respecto de ARA en la biomasa. Tampoco los autores describen que podría ser deseable afectar las relaciones relativas de EPA respecto de ARA en la biomasa a través del contenido de nutrientes de los medios de cultivo.In Pahl et al. (J Bioscience and Bioeng 109: 235-239, 2010) The authors report the heterotrophic growth of the Cyclotella cryptica diatom with the purpose of producing feed for use in the aquaculture industry. The authors use a medium rich in nitrogen sources, phosphates and silicates, but with relatively low amounts of carbon, so the prescribed nutrient composition is not achieved as taught herein. The authors do not consider the possibility of producing purified EPA or the effect that relative levels of EPA with respect to ARA would have on concentration or purification; The amounts of Ar a are not even disclosed in the document. The authors point out that one might expect that silicate limitation increases the proportion of fatty acids with a lower degree of unsaturation, but does not consider that changing nutrient ratios in the media can affect the relationship between different highly unsaturated long chain fatty acids. . These authors do not suggest the method of the present invention, since they do not recognize that the relative ratios of nutrients of carbon, nitrogen, silicate and phosphate will have an effect on the relative ratios of EPA to ARA in biomass. Nor do the authors describe that it might be desirable to affect the relative relationships of EPA to ARA in biomass through the nutrient content of the culture media.

Roessler (J Phycol 24: 394-400, 1988) examina los efectos de la deficiencia de silicio en cultivos fotoautotróficos de la diatomea Cyclotella cryptica. El autor señala que la deficiencia de silicio aumenta la cantidad de lípidos en la materia celular, pero disminuye la proporción relativa de PUFA e incluso sugiere que si se produce biomasa para la producción de PUFA el medio de crecimiento debería estar repleto de nutrientes. Sin embargo, el autor no comenta ningún cambio en la relación entre los PUFA que causa la deficiencia de silicato. Además, no se tiene en cuenta la concentración o purificación de EPA a partir del material y la importancia de los niveles relativos de EPA respecto de otros ácidos grasos de cadena larga de 20 carbonos o más para este propósito. El autor no sugiere el método de la presente invención, ya que su método utiliza la luz como fuente principal de energía para el cultivo. Tampoco sugieren el éxito en métodos que no utilizan luz en la fuente principal de energía, ya que no se reconoce que las relaciones relativas de nutrientes de carbono, nitrógeno, silicato y fosfato tengan un efecto sobre las relaciones relativas de EPA respecto de ARA en la biomasa. El autor tampoco describe que pueda ser deseable afectar las relaciones relativas de EPA respecto de ARA en la biomasa a través del contenido de nutrientes de los medios de crecimiento.Roessler (J Phycol 24: 394-400, 1988) examines the effects of silicon deficiency in photoautotrophic cultures of the Cyclotella cryptica diatom . The author notes that silicon deficiency increases the amount of lipids in cellular matter, but decreases the relative proportion of PUFA and even suggests that if biomass is produced for PUFA production, the growth medium should be packed with nutrients. However, the author does not comment on any change in the relationship between PUFAs that cause silicate deficiency. In addition, the concentration or purification of EPA from the material and the importance of relative levels of EPA with respect to other long-chain fatty acids of 20 carbons or more for this purpose are not taken into account. The author does not suggest the method of the present invention, since his method uses light as the main source of energy for the crop. Nor do they suggest success in methods that do not use light in the main source of energy, since it is not recognized that the relative ratios of nutrients of carbon, nitrogen, silicate and phosphate have an effect on the relative ratios of EPA to ARA in the biomass The author also does not describe that it may be desirable to affect the relative relationships of EPA to ARA in biomass through the nutrient content of growth media.

Taguchi et al. (J Phycol 23: 260-267, 1987) examinan el contenido de lípidos de diatomeas marinas en condiciones de deficiencia de silicato en condiciones fotoautotróficas. Los autores afirman que "es esencial establecer una relación N:P:Si crítica para que se pueda asegurar que las algas utilicen silicato al principio en comparación con el nitrato y el fosfato. La baja concentración restante de nitrato y fosfato mantiene a las algas vivas para producir más lípidos por célula, incluso cuando las algas no pueden crecer más debido al agotamiento de silicato del medio", lo que indica que creen que la privación de silicato es beneficiosa y su enseñanza se aleja de esta invención. Los autores no describen ni consideran la composición de ácidos grasos de las células. Los autores no sugieren el método de la presente invención, ya que su método utiliza la luz como fuente principal de energía para el cultivo. Tampoco sugieren el éxito en los métodos que no utilizan la luz en la fuente principal de energía, ya que los autores enseñan lejos de la presente invención privando a las células de silicato para aumentar el rendimiento de lípidos.Taguchi et al. ( J Phycol 23: 260-267, 1987) examine the lipid content of marine diatoms under conditions of silicate deficiency under photoautotrophic conditions. The authors state that "it is essential to establish an N: P: Yes critical relationship so that it can be ensured that the algae use silicate at first compared to nitrate and phosphate. The low remaining concentration of nitrate and phosphate keeps the algae alive to produce more lipids per cell, even when the algae cannot grow anymore due to the depletion of silicate from the medium, "indicating that they believe that silicate deprivation is beneficial and their teaching moves away from this invention. The authors do not describe or consider the fatty acid composition of the cells. The authors do not suggest the method of the present invention, since their method uses light as the main source of energy for the crop. Nor do they suggest success in methods that do not use light in the main source of energy, since the authors teach far from the present invention by depriving silicate cells to increase lipid yield.

Chu et al. (Journal of Applied Phycology 8: 389-396, 1996) dan a conocer el cultivo heterotrófico de la diatomea Nitzschia inconspicua sobre el acetato y la glucosa y también examinan los efectos de los niveles cambiantes de silicio y nitrógeno disponibles en el cultivo fotosintético. Los autores no comentan sobre el efecto que estos cambios tienen en la relación entre EPA y ARA, ni hay ninguna consideración de la concentración o purificación de EPA a partir del material y la importancia de los niveles relativos de EPA respecto de otros ácidos grasos de cadena larga de 20 carbonos o más para este propósito. Además, los autores también afirman que "la falta de nitrógeno aumentó el contenido total de ácidos grasos de N. inconspicua, y se produjo el mayor rendimiento de 20:5 (n-3) cuando crecieron a un nivel bajo de NaNO3". Indicando, en contra de la presente invención, que creen que el rendimiento de EPA es el factor más importante para determinar las condiciones de crecimiento. Los autores no sugieren el método de la presente invención ya que la mayoría de sus métodos utilizan la luz como la fuente principal de energía para el cultivo. Chu et al. ( Journal of Applied Phycology 8: 389-396, 1996) disclose the heterotrophic culture of the Nitzschia inconspicuous diatom on acetate and glucose and also examine the effects of the changing levels of silicon and nitrogen available in the photosynthetic culture. The authors do not comment on the effect that these changes have on the relationship between EPA and ARA, nor is there any consideration of the concentration or purification of EPA from the material and the importance of relative levels of EPA with respect to other chain fatty acids. long of 20 carbons or more for this purpose. In addition, the authors also state that "the lack of nitrogen increased the total fatty acid content of N. inconspicua, and the highest yield of 20: 5 (n-3) occurred when they grew at a low level of NaNO3." Indicating, contrary to the present invention, that they believe that EPA performance is the most important factor in determining growth conditions. The authors do not suggest the method of the present invention since most of their methods use light as the main source of energy for the crop.

Tampoco sugieren el éxito en los métodos que no utilizan la luz en la fuente principal de energía, ya que los autores enseñan lejos de la presente invención privando a las células de nitrógeno para aumentar el rendimiento de lípidos. Nor do they suggest success in methods that do not use light in the main source of energy, since the authors teach far from the present invention by depriving nitrogen cells to increase lipid yield.

Barclay en los documentos de patente de EE.UU. 5130242 y 5908622 da a conocer el aislamiento, el crecimiento heterotrófico y los perfiles de ácidos grasos de varias cepas de algas (no diatomeas). El autor enseña que "si se desea un producto significativamente más alto en lípidos y ácidos grasos altamente insaturados omega-3, el cultivo se puede manipular para que sea limitado en nutrientes, preferiblemente, limitado en nitrógeno durante un tiempo adecuado...", por lo tanto, enseña directamente lejos de la invención. Además, el autor considera la purificación de los ácidos grasos omega-3 como un grupo, pero no considera la purificación de los ácidos grasos individuales. Mientras que observa que los ácidos grasos omega-6, incluido el ARA, son desventajosos para propósitos dietéticos, el autor afirma que "también se pueden aislar cepas que tienen menos del 1% (como % de ácidos grasos totales) de los HUFA C20:4n-6 y C22:5n-6 indeseables para algunas aplicaciones", que indica que este autor considera que la cantidad total en lugar de la cantidad relativa de ARA es importante en contra de la presente invención. El autor no sugiere el método de la presente invención, ya que el método utiliza un cultivo de algas sin diatomeas. Tampoco sugieren el éxito en los cultivos de diatomeas, ya que el autor enseña lejos de la presente invención, privando a las células de nutrientes para aumentar el rendimiento de lípidos.Barclay in US patent documents 5130242 and 5908622 discloses the isolation, heterotrophic growth and fatty acid profiles of several strains of algae (not diatoms). The author teaches that "if a product significantly higher in lipids and omega-3 highly unsaturated fatty acids is desired, the culture can be manipulated to be limited in nutrients, preferably, limited in nitrogen for a suitable time ...", therefore, it teaches directly away from the invention. In addition, the author considers the purification of omega-3 fatty acids as a group, but does not consider the purification of individual fatty acids. While observing that omega-6 fatty acids, including ARA, are disadvantageous for dietary purposes, the author states that "strains that have less than 1% (as% of total fatty acids) of HUFA C20 can also be isolated: 4n-6 and C22: 5n-6 undesirable for some applications ", which indicates that this author considers that the total amount instead of the relative amount of ARA is important against the present invention. The author does not suggest the method of the present invention, since the method uses a culture of algae without diatoms. Nor do they suggest success in diatomaceous cultures, since the author teaches away from the present invention, depriving the cells of nutrients to increase lipid yield.

Ningún otro autor ha proporcionado métodos por los cuales se puede obtener EPA en diatomeas que han crecido de forma heterotrófica en una relación suficientemente alta de EPA respecto de ARA para que sea susceptible de concentración y purificación.No other author has provided methods by which EPA can be obtained in diatoms that have grown heterotrophically in a sufficiently high ratio of EPA to ARA so that it is susceptible to concentration and purification.

Además, ningún otro autor ha enseñado que los métodos para producir diatomeas cultivadas deben comprender evitar la limitación de nitrógeno y mantener una concentración mínima de silicato en el cultivo, preferiblemente mediante el uso de los intervalos prescritos para las relaciones de componentes de nutrientes como se describe en la presente memoria, por lo que se puede obtener una relación suficientemente alta de EPA respecto de ARA.In addition, no other author has taught that methods for producing cultured diatoms should comprise avoiding nitrogen limitation and maintaining a minimum concentration of silicate in the culture, preferably by using the prescribed ranges for nutrient component ratios as described. herein, whereby a sufficiently high ratio of EPA to ARA can be obtained.

Mientras que los métodos que involucran el cultivo heterotrófico de microorganismos, y en particular las diatomeas eucariotas de origen natural, pueden proporcionar una fuente alternativa de ácidos grasos omega-3 al pescado mediante la acumulación de grandes cantidades de EPA en el cultivo, puede parecer sorprendente que se haya dedicado relativamente poco o ningún esfuerzo sistemático al desarrollo de tales fuentes de EPA que al mismo tiempo están suficientemente libres de moléculas similares fisioquímicamente o estructuralmente a las de EPA para permitir un alto grado de concentración y purificación. De hecho, la metodología actual enfatiza la maximización de la cantidad absoluta de EPA y, al hacerlo, con frecuencia aumenta de manera desproporcionada la cantidad absoluta de moléculas similares fisioquímicamente o estructuralmente y, por lo tanto, dificulta la purificación de EPA.While methods involving heterotrophic culture of microorganisms, and in particular eukaryotic diatoms of natural origin, can provide an alternative source of omega-3 fatty acids to fish by accumulating large amounts of EPA in the culture, it may seem surprising. that relatively little or no systematic effort has been devoted to the development of such sources of EPA that at the same time are sufficiently free of physiochemically or structurally similar molecules to those of EPA to allow a high degree of concentration and purification. In fact, the current methodology emphasizes the maximization of the absolute amount of EPA and, in doing so, often increases the absolute amount of similar molecules physiochemically or structurally and disproportionately, and therefore hinders the purification of EPA.

Por lo tanto, en un aspecto amplio, la invención proporciona un método para obtener las composiciones como se describió anteriormente, en donde el método emplea un cultivo de microorganismos de un tipo seleccionado para una capacidad de crecimiento heterotrófico, y una capacidad de producción de EPA, y un contenido relativamente bajo de moléculas fisioquímicamente o estructuralmente similares a EPA; el método incluye una fase de cultivo en la que las células crecen en condiciones en las que el carbono orgánico se utiliza como fuente de energía; las condiciones incluyen preferiblemente la no limitación de nutrientes seleccionados de un rango que incluye fósforo, nitrógeno y/o silicio; dichos procedimientos se llevan a cabo para maximizar la cantidad de biomasa recuperable en la que la relación de EPA a ARA es de al menos 14:1 y al menos 1.5% p/p del peso de células secas como ácido eicosapentaenoico. Sin embargo, los inventores han encontrado que aunque se prefieren niveles no limitantes de fosfato, el nivel de concentración de fosfato tiene menos efecto en la relación de EPA a ARA y EPA a ácidos grasos que se concentran simultáneamente en comparación con el efecto de los niveles de nitrógeno y/o silicato. Los niveles no limitantes (o mayores excesos) de nutrientes son muy preferidos ya que esto puede tener el efecto de aumentar sustancialmente la relación de EPA:ARA en el producto final (consulte la Figura 1, por ejemplo).Therefore, in a broad aspect, the invention provides a method for obtaining the compositions as described above, wherein the method employs a culture of microorganisms of a type selected for a heterotrophic growth capacity, and an EPA production capacity. , and a relatively low content of molecules physiochemically or structurally similar to EPA; The method includes a culture phase in which cells grow under conditions in which organic carbon is used as an energy source; the conditions preferably include the non-limitation of nutrients selected from a range that includes phosphorus, nitrogen and / or silicon; Such procedures are carried out to maximize the amount of recoverable biomass in which the ratio of EPA to ARA is at least 14: 1 and at least 1.5% w / w of the dry cell weight as eicosapentaenoic acid. However, the inventors have found that although non-limiting levels of phosphate are preferred, the level of phosphate concentration has less effect on the ratio of EPA to ARA and EPA to fatty acids that are concentrated simultaneously compared to the effect of levels. of nitrogen and / or silicate. Non-limiting levels (or greater excesses) of nutrients are very preferred since this may have the effect of substantially increasing the ratio of EPA: ARA in the final product (see Figure 1, for example).

Son posibles diferentes modos de cultivo o fermentación. El más simple de los cuales es la fermentación por lotes en la que las células se inoculan en medios nutritivos, crecen durante un período de tiempo y después se recolectan. La fermentación por lotes alimentada es similar a la fermentación por lotes, pero difiere en que los nutrientes concentrados se suministran al cultivo durante el período de crecimiento. La fermentación continua implica la recolección continua de cultivo que comprende la biomasa y la solución nutritiva del recipiente de fermentación y su reemplazo por una solución nutritiva fresca. La velocidad de recolección en fermentación continua se elige de modo que la densidad de las células en cultivo permanezca constante. La fermentación semicontinua es similar a la fermentación continua, excepto que las recolecciones son periódicas en lugar de continuas. La fermentación continua o la fermentación semicontinua se prefieren para la producción de la biomasa microbiana de la invención, pero también se podría utilizar la fermentación por lotes o la fermentación por lotes alimentada.Different modes of culture or fermentation are possible. The simplest of which is batch fermentation in which cells are inoculated in nutrient media, grow over a period of time and then collected. The fed batch fermentation is similar to batch fermentation, but differs in that the concentrated nutrients are supplied to the crop during the growth period. Continuous fermentation involves the continuous harvesting of the crop that includes the biomass and the nutrient solution of the fermentation vessel and its replacement by a fresh nutritive solution. The collection rate in continuous fermentation is chosen so that the density of the cells in culture remains constant. Semi-continuous fermentation is similar to continuous fermentation, except that collections are periodic rather than continuous. Continuous fermentation or semi-continuous fermentation is preferred for the production of the microbial biomass of the invention, but batch fermentation or fed batch fermentation could also be used.

Para la producción industrial de EPA, las tasas de rendimiento son importantes para proporcionar un método rentable. Las tasas de producción más altas se prefieren por esta razón. A pesar de que las tasas de producción por debajo de 5 mg de EPA/L/h todavía pueden ser útiles, los inventores han demostrado que se pueden alcanzar tasas de producción de más de 5 mg de EPA/L/h utilizando los métodos y procesos de la invención donde se emplean técnicas de fermentación/cultivo continuo o semicontinuo. En una opción preferida, se producen al menos 5 mg de EPA por litro de cultivo por hora. En una opción más preferida, se producen al menos 10 mg de EPA por litro de cultivo por hora. For EPA's industrial production, rates of return are important to provide a cost effective method. Higher production rates are preferred for this reason. Although production rates below 5 mg EPA / L / h may still be useful, the inventors have shown that production rates of more than 5 mg EPA / L / h can be achieved using the methods and processes of the invention where continuous or semi-continuous fermentation / culture techniques are employed. In a preferred option, at least 5 mg of EPA is produced per liter of culture per hour. In a more preferred option, at least 10 mg of EPA is produced per liter of culture per hour.

Además de las tasas de rendimiento, el nivel de EPA (p/p) dentro de la biomasa también es importante para la aplicabilidad industrial de los procesos y métodos de la invención. En una opción más preferida, EPA forma al menos el 2% del peso de células secas de la biomasa, en una opción aún más preferida EPA forma al menos el 3% del peso de células secas de la biomasa.In addition to the yield rates, the level of EPA (w / w) within the biomass is also important for the industrial applicability of the processes and methods of the invention. In a more preferred option, EPA forms at least 2% of the weight of dry biomass cells, in an even more preferred option EPA forms at least 3% of the weight of dry biomass cells.

En un aspecto relacionado, la invención proporciona un método para producir mezclas de lípidos y mezclas de ácidos grasos obtenidos a partir de un cultivo como se describe previamente en esta sección, en donde las mezclas se obtienen mediante un método de recolección que incluye las etapas de:In a related aspect, the invention provides a method for producing lipid mixtures and fatty acid mixtures obtained from a culture as previously described in this section, wherein the mixtures are obtained by a collection method that includes the steps of :

recolectar células del medio de cultivo;collect cells from the culture medium;

opcionalmente, calentar o matar las células para desnaturalizar las enzimas endógenas;optionally, heat or kill cells to denature endogenous enzymes;

formar las células en una torta de biomasa;form the cells in a biomass cake;

opcionalmente secar la biomasa para reducir o retirar el agua;optionally dry the biomass to reduce or remove water;

extraer la torta de biomasa con un disolvente lipídico no selectivo y recuperar el material extraído del disolvente como un residuo; (por ejemplo, el uso de di-metil éter cuasi-crítico es una opción, el uso de etanol es otra)extract the biomass cake with a non-selective lipid solvent and recover the material extracted from the solvent as a residue; (For example, the use of quasi-critical di-methyl ether is one option, the use of ethanol is another)

tratar opcionalmente el material extraído con ácidos, álcalis y/o enzimas en presencia de un alcohol o agua para formar mezclas de ésteres alquílicos de ácidos grasos o ácidos grasos y opcionalmente concentrar y purificar adicionalmente dichas mezclas para lograr un estándar de pureza requerido.optionally treating the extracted material with acids, alkalis and / or enzymes in the presence of an alcohol or water to form mixtures of alkyl esters of fatty acids or fatty acids and optionally concentrating and further purifying said mixtures to achieve a required purity standard.

La biomasa se puede recolectar o recuperar del cultivo según muchos métodos que conocerán los expertos en la técnica. Estos incluyen la centrifugación, filtración, sedimentación y decantación. Alternativamente, todo el cultivo se puede recoger y someter a procedimientos de secado o extracción de lípidos.Biomass can be collected or recovered from the crop according to many methods known to those skilled in the art. These include centrifugation, filtration, sedimentation and decantation. Alternatively, the entire culture can be collected and subjected to drying or lipid extraction procedures.

En un cuarto aspecto amplio, la invención proporciona un método para cultivar diatomeas en donde el método emplea un cultivo de diatomeas seleccionadas para una capacidad de crecimiento heterotrófico y una capacidad de producción de EPA, y un contenido relativamente bajo de moléculas fisioquímicamente o estructuralmente similares a EPA; el método incluye una fase de cultivo en la que las células se cultivan en una solución nutritiva que comprende:In a fourth broad aspect, the invention provides a method for culturing diatoms wherein the method employs a culture of diatoms selected for heterotrophic growth capacity and EPA production capacity, and a relatively low content of physiochemically or structurally similar molecules to EPA; The method includes a culture phase in which the cells are grown in a nutrient solution comprising:

una fuente de carbono orgánico a una concentración inicial de al menos 0.5 M de carbono;a source of organic carbon at an initial concentration of at least 0.5 M carbon;

una o más fuentes de nitrógeno a una concentración inicial suficientemente alta para asegurar que no se produzca limitación de nitrógeno (se prefiere una relación en moles de carbono orgánico a nitrógeno no superior a 30 (mol C:mol N));one or more sources of nitrogen at an initial concentration sufficiently high to ensure that no nitrogen limitation occurs (a mole ratio of organic carbon to nitrogen not exceeding 30 (mol C: mol N) is preferred);

una concentración de silicio biodisponible en cantidades suficientes para que no se produzca limitación de silicio (preferiblemente el silicio biodisponible está en forma de silicato y preferiblemente la concentración de silicato no cae por debajo de 150|jM).a concentration of bioavailable silicon in amounts sufficient to not limitation silicon occurs (preferably the bioavailable silicon is in the form of silicate and silicate concentration preferably does not fall below 150 | j M).

En un aspecto preferido, la concentración inicial de la fuente de carbono orgánico es de 0.5 M a 10 M, de 1 M a 10 M, o de 5 M a 10 M.In a preferred aspect, the initial concentration of the organic carbon source is 0.5 M to 10 M, 1 M to 10 M, or 5 M to 10 M.

En un aspecto preferido, la relación de carbono orgánico a nitrógeno es de 1 a 30, de 5 a 30, de 10 a 30, o de 15 a 30.In a preferred aspect, the ratio of organic carbon to nitrogen is 1 to 30, 5 to 30, 10 to 30, or 15 to 30.

En un aspecto preferido, la relación en moles de carbono orgánico a fósforo en forma de fosfato no es superior a 1250 (mol C:mol P), en un aspecto más preferido, la relación en moles no es superior a 750. Típicamente, la relación en moles es de 100 a 1250, de 250 a 1250, de 250 a 750 o de 350 a 650 (mol C:mol P).In a preferred aspect, the mole ratio of organic carbon to phosphorus in the form of phosphate is not greater than 1250 (mol C: mol P), in a more preferred aspect, the mole ratio is not greater than 750. Typically, the mole ratio is 100 to 1250, 250 to 1250, 250 to 750 or 350 to 650 (mol C: mol P).

El silicato biodisponible puede tomar la forma de un silicato de metal alcalino. Preferiblemente se utiliza metasilicato de sodio o metasilicato de potasio.The bioavailable silicate can take the form of an alkali metal silicate. Preferably sodium metasilicate or potassium metasilicate is used.

La concentración de silicio en forma de silicato no es inferior a 150j M en ningún momento durante el cultivo, en un aspecto más preferido, la concentración no es inferior a 200j M. Normalmente, la concentración más baja es de 150j M a 1.3mM, de 200j M a 1mM, de 200j M a 750j M o de 200j M a 500j M. A pesar de que los autores han encontrado que es beneficioso que la concentración libre de silicato en el cultivo permanezca por encima de 150j M durante el cultivo, es probable que las pequeñas gotas por debajo de esta concentración no afecten en gran medida la relación de EPA a ARA obtenida. Por lo tanto, no se debería considerar que leves descensos por debajo de 150j M de la concentración de silicato se aparten de este aspecto de la invención. Como se muestra en la Tabla 7 y la Figura 1, se pueden lograr relaciones de EPA a ARA en el intervalo de 11:1 a 13:1 sin silicato libre en el cultivo. Sin embargo, por encima de una concentración de 150j M, la relación de EPA a ARA aumenta significativamente. La concentración mantenida más preferida de silicato libre en el cultivo está en el intervalo de 200-700j M, más preferida está en el intervalo de 400-600j M. Los resultados que se muestran en la Figura 1 y el Ejemplo 3, muestran un aumento sorprendentemente alto en la relación de EPA a ARA en estos intervalos de concentración más preferidos. Este sorprendente resultado fue inesperado e indica la presencia de una interacción sinérgica entre los componentes. The concentration of silicate in the form of silicate is not less than 150jM at any time during cultivation, in a more preferred aspect, the concentration is not less than 200jM. Normally, the lowest concentration is 150jM at 1.3mM, from 200jM to 1mM, from 200jM to 750jM or from 200jM to 500jM. Although the authors have found that it is beneficial for the silicate-free concentration in the crop to remain above 150jM during cultivation, it is likely that small drops below this concentration do not greatly affect the ratio of EPA to ARA obtained. Therefore, slight decreases below 150 µM of the silicate concentration should not be considered as departing from this aspect of the invention. As shown in Table 7 and Figure 1, EPA to ARA ratios can be achieved in the range of 11: 1 to 13: 1 without free silicate in the culture. However, above a concentration of 150 µM, the ratio of EPA to ARA increases significantly. The most preferred maintained concentration of free silicate in the culture is in the range of 200-700jM, more preferred is in the range of 400-600j M. The results shown in Figure 1 and Example 3 show an increase. surprisingly high in the ratio of EPA to ARA at these more preferred concentration ranges. This surprising result was unexpected and indicates the presence of a synergistic interaction between the components.

Lo más preferiblemente, la solución nutritiva comprende una concentración inicial de fuente de carbono orgánico de 0,5 M a 10 M, una relación en moles de carbono orgánico a nitrógeno de 1 a 30, y una concentración de silicio en forma de silicato que no cae a menos de 150|jM en cualquier momento.Most preferably, the nutrient solution comprises an initial concentration of organic carbon source of 0.5 M to 10 M, a mole ratio of organic carbon to nitrogen of 1 to 30, and a concentration of silicate in the form of silicate which does not falls to less than 150 | j M at any time.

En una opción, el cultivo se recolecta de forma continua o discontinua a una velocidad promedio tal que, con el tiempo, la biomasa se retira a la misma velocidad a la que crece.In one option, the crop is harvested continuously or discontinuously at an average speed such that, over time, the biomass is removed at the same rate at which it grows.

En una opción preferida, la biomasa se produce a una velocidad tal que se producen al menos 5 mg de EPA por litro de cultivo por hora. En una opción más preferida, se producen al menos 10 mg de EPA por litro de cultivo por hora. In a preferred option, the biomass is produced at a rate such that at least 5 mg of EPA is produced per liter of culture per hour. In a more preferred option, at least 10 mg of EPA is produced per liter of culture per hour.

En otra opción preferida, EPA forma al menos el 1.5% del peso de células secas de la biomasa. En una opción más preferida, EPA forma al menos el 2% del peso de células secas de la biomasa, en una opción aún más preferida EPA forma al menos el 3% del peso de células secas de la biomasa.In another preferred option, EPA forms at least 1.5% of the weight of dry biomass cells. In a more preferred option, EPA forms at least 2% of the weight of dry biomass cells, in an even more preferred option EPA forms at least 3% of the weight of dry biomass cells.

En un aspecto relacionado, la invención proporciona un método para producir mezclas de lípidos y mezclas de ácidos grasos obtenidas a partir de un cultivo como se describió previamente en esta sección, en donde las mezclas se obtienen mediante un método de recolección que incluye las etapas de:In a related aspect, the invention provides a method for producing lipid mixtures and fatty acid mixtures obtained from a culture as previously described in this section, wherein the mixtures are obtained by a collection method that includes the steps of :

recolectar células del medio de cultivo;collect cells from the culture medium;

opcionalmente, calentar o matar las células para desnaturalizar las enzimas endógenas;optionally, heat or kill cells to denature endogenous enzymes;

formar las células en una torta de biomasa;form the cells in a biomass cake;

opcionalmente secar la biomasa para reducir o retirar el agua;optionally dry the biomass to reduce or remove water;

extraer la torta de biomasa con un disolvente lipídico no selectivo y recuperar el material extraído del disolvente como un residuo (el uso de di-metil éter cuasi-crítico es una opción, el etanol es otra opción); extract the biomass cake with a non-selective lipid solvent and recover the material extracted from the solvent as a residue (the use of quasi-critical di-methyl ether is an option, ethanol is another option);

opcionalmente tratar el material extraído con ácidos, álcalis y/o enzimas en presencia de un alcohol o agua para formar mezclas de ésteres alquílicos de ácidos grasos o ácidos grasos; yoptionally treating the extracted material with acids, alkalis and / or enzymes in the presence of an alcohol or water to form mixtures of alkyl esters of fatty acids or fatty acids; Y

opcionalmente, concentrar y purificar dichas mezclas para lograr un estándar de pureza requerido.optionally, concentrate and purify said mixtures to achieve a required purity standard.

EjemplosExamples

Se emplearon las siguientes técnicas experimentales generales:The following general experimental techniques were used:

Determinación del peso seco de la biomasa.Determination of the dry weight of the biomass.

El peso seco de la biomasa se mide utilizando un método de filtro de fibra de vidrio pesado previamente de la siguiente manera. Se extrae una muestra de 10 ml de una muestra representativa más grande tomada mientras se agita para lograr una dispersión ampliamente homogénea de células y agregados celulares. La muestra de 10 ml se coloca en un tubo de centrífuga y se hace girar a 3000 rpm en un Heraeus Sepatech Megafuge 1.0 con un rotor oscilante durante 4 minutos y el líquido se decanta dejando un sedimento celular. El sedimento celular se lava con solución salina tamponada con fosfato y se vuelve a centrifugar. Un filtro de fibra de vidrio Sartorius se lava pasando 100 ml de agua desionizada a través del filtro y después colocándolo en un horno a una temperatura 60°C durante dos horas antes de ser pesado. La muestra de 10 ml se pasa a través del filtro previamente pesado en un aparato de filtro de vacío, se lava con 50 ml de agua desionizada y después se coloca en un horno a una temperatura de 60°C durante dos horas antes de volver a pesar. La diferencia en gramos entre los pesos previos y posteriores se toman 100 veces como una medida del peso seco por litro.The dry weight of the biomass is measured using a previously weighed fiberglass filter method as follows. A 10 ml sample is extracted from a larger representative sample taken while stirring to achieve a broadly homogeneous dispersion of cells and cell aggregates. The 10 ml sample is placed in a centrifuge tube and rotated at 3000 rpm in a Heraeus Sepatech Megafuge 1.0 with an oscillating rotor for 4 minutes and the liquid is decanted leaving a cellular sediment. The cell pellet is washed with phosphate buffered saline and centrifuged again. A Sartorius fiberglass filter is washed by passing 100 ml of deionized water through the filter and then placing it in an oven at a temperature of 60 ° C for two hours before being weighed. The 10 ml sample is passed through the previously weighed filter in a vacuum filter apparatus, washed with 50 ml of deionized water and then placed in an oven at a temperature of 60 ° C for two hours before returning to to weigh. The difference in grams between the previous and subsequent weights is taken 100 times as a measure of dry weight per liter.

Recolección y extracción de material lipídico.Collection and extraction of lipid material.

Las células se recolectan y se lavan para retirar el exceso de medio. El equivalente húmedo de 0.75 g de peso de células secas de material celular se utiliza para producir extracto celular. El extracto celular que contiene los lípidos se puede obtener por extracción de Folch siguiendo el método de Bligh y Dyer (1959).The cells are collected and washed to remove excess media. The wet equivalent of 0.75 g of dry cell weight of cellular material is used to produce cell extract. The cell extract containing the lipids can be obtained by Folch extraction following the method of Bligh and Dyer (1959).

Análisis de ácidos grasos totales.Analysis of total fatty acids.

Se obtienen análisis de ácidos grasos totales de muestras de extracto celular para identificar la composición del material cultivado. La adición de un estándar interno tal como C23:0 a la reacción permite la medición del contenido total de ácidos grasos de las células. El método de producción de ácidos grasos implica una transesterificación básica con metóxido 0.5 M en metanol, seguida de una transesterificación ácida utilizando HCl seco en metanol. Los ésteres metílicos de ácidos grasos se recuperan mediante extracción con hexano y secado con sulfato de sodio antes del análisis utilizando cromatografía de gases. La muestra se procesa en una columna capilar de vidrio ID Famewax (polietilenglicol reticulado) de 30 m x 0.25 mm contenida en un Shimadzu 2010 GC mediante autoinyección. Los ácidos grasos se identifican comparando los tiempos de retención de los picos en condiciones de funcionamiento estándar con los de estándares conocidos suministrados por Sigma Aldrich.Total fatty acid analysis of cell extract samples are obtained to identify the composition of the cultured material. The addition of an internal standard such as C23: 0 to the reaction allows the measurement of the total fatty acid content of the cells. The method of producing fatty acids involves a basic transesterification with 0.5 M methoxide in methanol, followed by an acid transesterification using dry HCl in methanol. The fatty acid methyl esters are recovered by extraction with hexane and dried with sodium sulfate before analysis using gas chromatography. The sample is processed in a 30 m x 0.25 mm ID Famewax glass (crosslinked polyethylene glycol) capillary column contained in a 2010 GC Shimadzu by self injection. Acids Fatty are identified by comparing peak retention times under standard operating conditions with those of known standards supplied by Sigma Aldrich.

Cálculo de relaciones de nutrientes.Calculation of nutrient ratios.

Para permitir comparaciones de medios con diferentes fuentes de carbono y nitrógeno, las relaciones de nutrientes dentro de los medios se reducen a relaciones molares de los átomos constituyentes, por ejemplo, un mol de glucosa contiene 6 moles de carbono, mientras que 1 mol de ácido acético contiene solo 2 mol de carbono.To allow comparisons of media with different sources of carbon and nitrogen, nutrient ratios within the media are reduced to molar ratios of constituent atoms, for example, one mole of glucose contains 6 moles of carbon, while 1 mole of acid Acetic contains only 2 mol of carbon.

A efectos de estos cálculos, el peso molecular de la glucosa es 180.16, de manera que 100 g de glucosa contienen 6x100/180.16 moles de carbono.For the purposes of these calculations, the molecular weight of glucose is 180.16, so that 100 g of glucose contain 6x100 / 180.16 moles of carbon.

A efectos de estos cálculos, se supone que el extracto de levadura tiene un contenido total de nitrógeno de al menos alrededor del 10% (p/p), de manera que 100 g de extracto de levadura contiene al menos alrededor de (10/100)x100/14 moles de nitrógeno. De manera similar, la triptona tiene un contenido de nitrógeno de al menos alrededor del 13% (p/p).For the purposes of these calculations, it is assumed that the yeast extract has a total nitrogen content of at least about 10% (w / w), so that 100 g of yeast extract contains at least about (10/100 ) x100 / 14 moles of nitrogen. Similarly, tryptone has a nitrogen content of at least about 13% (w / w).

A efectos de estos cálculos, se supone que el extracto de levadura y la triptona contribuyen con una cantidad insignificante de carbono como fuente de energía.For the purposes of these calculations, it is assumed that yeast extract and tryptone contribute an insignificant amount of carbon as a source of energy.

El contenido de nitrógeno molar de nitratos y el contenido de silicio molar de silicatos se puede calcular directamente utilizando el peso molecular de cada compuesto.The molar nitrogen content of nitrates and the molar silicon content of silicates can be calculated directly using the molecular weight of each compound.

Ejemplo 1Example 1

Se transfirieron 3 g (peso seco) de una cepa de Nitzschia laevis In1 en un fermentador de tanque agitado con un volumen de trabajo de 19.4 L. El recipiente contenía medios de crecimiento con sales y vitaminas como se detalla en la tabla 1 junto con nutrientes en concentraciones de: 30 g/L de glucosa, 1.2 g/L de extracto de levadura, 1.3 g/L de nitrato de sodio, 40 mg/L de dihidrógeno fosfato de potasio y 270 mg/L metasilicato de sodio pentahidratado.3 g (dry weight) of a strain of Nitzschia laevis In1 was transferred in a stirred tank fermenter with a working volume of 19.4 L. The vessel contained growth media with salts and vitamins as detailed in table 1 together with nutrients in concentrations of: 30 g / L glucose, 1.2 g / L yeast extract, 1.3 g / L sodium nitrate, 40 mg / L potassium dihydrogen phosphate and 270 mg / L sodium metasilicate pentahydrate.

Tabla 1: Contenido de sal y vitaminas de los medios fermentadores.Table 1: Salt and vitamin content of fermenting media.

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El cultivo se aireó con un volumen de recipiente de aire estéril por minuto y se controló la agitación para dar un contenido de oxígeno disuelto de >50%. El pH se mantuvo a 8.0 mediante la adición de NaOH 0.4 N. La temperatura se mantuvo a una temperatura de 20°C mediante la circulación de agua caliente o fría a través de una camisa alrededor del recipiente del fermentador, según se requiso. The culture was aerated with a volume of sterile air container per minute and stirring was controlled to give a dissolved oxygen content of> 50%. The pH was maintained at 8.0 by the addition of 0.4 N NaOH. The temperature was maintained at a temperature of 20 ° C by the circulation of hot or cold water through a jacket around the fermenter vessel, as required.

Adjunto al reactor había un dispositivo de sedimentación diseñado para separar los medios de las células. El cultivo se bombeó al dispositivo y las células se devolvieron al recipiente del fermentador principal, mientras que el medio gastado se puede retirar como desecho. Se añadieron medios estériles frescos de la misma composición que el medio inicial al recipiente del fermentador para mantener constante el volumen del recipiente a 19.4 L.Attached to the reactor was a settling device designed to separate the media from the cells. The culture was pumped into the device and the cells were returned to the main fermenter vessel, while the spent medium can be removed as waste. Fresh sterile media of the same composition as the initial medium was added to the fermenter vessel to keep the volume of the vessel constant at 19.4 L.

La cantidad de medio retirado como desecho se incrementó gradualmente durante el período de crecimiento hasta que se retiraron 19.4 L de medio durante un período de 24 horas cuando la densidad de cultivo alcanzó la densidad de recolección de alrededor de 10.5 g/L de peso seco.The amount of medium removed as waste was gradually increased during the growth period until 19.4 L of medium was removed during a 24-hour period when the culture density reached the collection density of about 10.5 g / L dry weight.

Una vez que el cultivo alcanzó la densidad de recolección, el cultivo que contenía células de algas se purgó como material recolectado a una velocidad por la cual el peso seco del cultivo se mantuvo entre 10 y 11 g/L. El volumen de medio gastado retirado como desecho se ajustó para mantener constante el volumen total retirado del reactor por día a 19.4 L. El volumen retirado del fermentador se reemplazó con medio fresco con la misma composición que el medio inicial.Once the culture reached harvest density, the culture containing algae cells was purged as collected material at a rate whereby the dry weight of the culture was maintained between 10 and 11 g / L. The volume of spent medium removed as waste was adjusted to keep constant the total volume removed from the reactor per day at 19.4 L. The volume removed from the fermenter was replaced with fresh medium with the same composition as the initial medium.

Se alcanzó un estado estacionario donde la densidad celular, la recolección y la composición se mantuvieron estables. La concentración de glucosa en el medio de desecho fue mayor que 5 g/L, lo que indica que las células no estaban limitadas por el carbono.A steady state was reached where cell density, collection and composition remained stable. The concentration of glucose in the waste medium was greater than 5 g / L, which indicates that the cells were not limited by carbon.

El contenido de nutrientes de la entrada de medio fresco en el recipiente se modificó para que contuviera 2.1 g/L de nitrato de sodio y 80 mg/L de dihidrógeno fosfato de potasio con todos los demás componentes que permanecieron en sus niveles anteriores.The nutrient content of the fresh medium in the container was modified to contain 2.1 g / L of sodium nitrate and 80 mg / L of potassium dihydrogen phosphate with all other components that remained at their previous levels.

El cultivo continuo se mantuvo durante 48 horas más para permitir que las células se ajustaran a los nuevos niveles de nutrientes. Durante este tiempo, la tasa de recolección requerida para mantener el mismo peso seco del cultivo aumentó aproximadamente un 25%, lo que indica que el cultivo tuvo una tasa de crecimiento mayor cuando se proporcionó un nivel más alto de nitrógeno y/o fosfato, lo que indica que el cultivo había sido previamente nitrógeno y/o fosfato limitado. La concentración de glucosa en el medio de desecho permaneció por encima de 5 g/L, lo que indica que las células no estaban nuevamente limitadas en carbono.The continuous culture was maintained for a further 48 hours to allow the cells to adjust to the new nutrient levels. During this time, the collection rate required to maintain the same dry weight of the crop increased by approximately 25%, indicating that the crop had a higher growth rate when a higher level of nitrogen and / or phosphate was provided, which indicates that the culture had previously been limited nitrogen and / or phosphate. The concentration of glucose in the waste medium remained above 5 g / L, indicating that the cells were not again limited in carbon.

Se obtuvieron muestras estériles de biomasa de los cultivos tanto antes del cambio de nutrientes como después del cambio, y se extrajeron los lípidos de los mismos. Los perfiles de ácidos grasos y las proporciones de los componentes dentro del extracto se muestran en la tabla 2 que muestra cómo el cambio en las condiciones de cultivo ha dado como resultado una mejora en la composición respecto de la relación EPA:ARA y una mejora en la relación de EPA respecto de componentes que se concentran simultáneamente. EPA formó el 2,3% del peso de celular seco después del cambio de nutrientes.Sterile samples of biomass were obtained from the cultures both before the change of nutrients and after the change, and lipids were extracted from them. The fatty acid profiles and the proportions of the components within the extract are shown in Table 2 which shows how the change in the culture conditions has resulted in an improvement in the composition with respect to the EPA: ARA ratio and an improvement in the ratio of EPA to components that concentrate simultaneously. EPA formed 2.3% of the dry cell weight after the nutrient change.

Los aumentos adicionales en el contenido de nitrato de sodio de los medios posteriores a esta muestra no produjeron un aumento marcado en la tasa de crecimiento, lo que indica que el cultivo ya no estaba limitado por el nitrógeno. Additional increases in the sodium nitrate content of the media after this sample did not produce a marked increase in the growth rate, indicating that the culture was no longer limited by nitrogen.

Tabla 2: Porcentajes y relaciones de ácidos grasos de cultivo antes y después del cambio en las condiciones de los nutrientes. Los porcentajes de ácidos grasos presentes se dan como un porcentaje del contenido total de ácidos grasos (p/p). Nótese que, para simplificar, los ácidos grasos con 16 o menos carbonos no se han incluido en la tabla donde contribuyen con menos del 1% del total de ácidos grasos. Cuando se han omitido ácidos grasos de 18 carbonos o más de la tabla, no se han detectado. En particular, no se pudo detectar ácido juniperónico o ácido sciadónico.Table 2: Percentages and ratios of culture fatty acids before and after the change in nutrient conditions. The percentages of fatty acids present are given as a percentage of the total fatty acid content (w / w). Note that, to simplify, fatty acids with 16 or less carbons have not been included in the table where they contribute less than 1% of the total fatty acids. When fatty acids of 18 carbons or more have been omitted from the table, they have not been detected. In particular, juniperonic acid or sciadonic acid could not be detected.

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Tabla 3: Relaciones en moles de carbono a nitrógeno en medios limitantes y no limitantes de nitrógeno.Table 3: Relationships in moles of carbon to nitrogen in limiting and non-limiting nitrogen media.

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Ejemplo 2Example 2

Se transfirieron 3 g (peso seco) de un cultivo de una cepa de Nitzschia laevis In1 a un fermentador de tanque agitado con un volumen de trabajo de 18 L. El recipiente contenía medios de crecimiento con sales y vitaminas como se detalla en la tabla 1 junto con nutrientes en concentraciones de: 30 g/L de glucosa, 1.6 g/L de extracto de levadura, 2.98 g/L de nitrato de sodio, 80 mg/L de dihidrógeno fosfato de potasio y 270 mg/L de metasilicato de sodio pentahidratado. 3 g (dry weight) of a culture of a strain of Nitzschia laevis In1 was transferred to a stirred tank fermenter with a working volume of 18 L. The vessel contained growth media with salts and vitamins as detailed in table 1 together with nutrients in concentrations of: 30 g / L glucose, 1.6 g / L yeast extract, 2.98 g / L sodium nitrate, 80 mg / L potassium dihydrogen phosphate and 270 mg / L sodium metasilicate Pentahydrate

El cultivo se aireó con un volumen de recipiente de aire estéril por minuto y se controló la agitación para dar un contenido de oxígeno disuelto de >50%. El pH se mantuvo a 8.0 mediante la adición de NaOH 0.4 N. La temperatura se mantuvo a una temperatura de 20°C mediante la circulación de agua caliente o fría a través de una camisa alrededor del recipiente del fermentador, según se requirió.The culture was aerated with a volume of sterile air container per minute and stirring was controlled to give a dissolved oxygen content of> 50%. The pH was maintained at 8.0 by the addition of 0.4 N NaOH. The temperature was maintained at a temperature of 20 ° C by the circulation of hot or cold water through a jacket around the fermenter vessel, as required.

Adjunto al reactor había un dispositivo de sedimentación diseñado para separar los medios de las células. El cultivo se bombeó al dispositivo y las células se devolvieron al recipiente del fermentador principal, mientras que el medio gastado se puede retirar como desecho. Se añadieron medios estériles frescos al recipiente del fermentador para mantener el volumen del recipiente constante en 18 L. Los medios contenían sales según la tabla 1 junto con nutrientes en concentraciones de: 30 g/L de glucosa, 1.6 g/L de extracto de levadura, 2.98 g/L nitrato de sodio, 80 mg/L de dihidrógeno fosfato de potasio y 530 mg/L de metasilicato de sodio pentahidratado. El medio contenía una relación en moles C:N inferior a 30:1 (ver tabla 5) para evitar la limitación de nitrógeno.Attached to the reactor was a settling device designed to separate the media from the cells. The culture was pumped into the device and the cells were returned to the main fermenter vessel, while the spent medium can be removed as waste. Fresh sterile media were added to the fermenter vessel to keep the volume of the vessel constant at 18 L. The media contained salts according to table 1 together with nutrients in concentrations of: 30 g / L glucose, 1.6 g / L yeast extract , 2.98 g / L sodium nitrate, 80 mg / L of potassium dihydrogen phosphate and 530 mg / L sodium metasilicate pentahydrate. The medium contained a C: N mole ratio of less than 30: 1 (see table 5) to avoid nitrogen limitation.

La cantidad de medio retirado como desecho se incrementó gradualmente durante el período de crecimiento hasta que se retiraron 18 L de medio durante un período de 24 horas cuando la densidad de cultivo alcanzó la densidad de cosecha de alrededor de 10 g/L de peso seco.The amount of medium removed as waste was gradually increased during the growth period until 18 L of medium was removed during a 24-hour period when the crop density reached the crop density of about 10 g / L dry weight.

Una vez que el cultivo alcanzó la densidad de cosecha, el cultivo que contenía células de algas se purgó durante la recolección a una tasa por la cual el peso seco del cultivo se mantuvo entre 10 y 11 g/L. El volumen de medio gastado retirado como desecho se ajustó para mantener constante el volumen total retirado del reactor por día a 18 L. El volumen retirado del fermentador se reemplazó con medio fresco con la misma composición que el medio inicial. Once the crop reached crop density, the crop containing algae cells was purged during harvesting at a rate at which the dry crop weight was maintained between 10 and 11 g / L. The volume of spent medium removed as waste was adjusted to keep constant the total volume removed from the reactor per day at 18 L. The volume removed from the fermenter was replaced with fresh medium with the same composition as the initial medium.

Se alcanzó un estado estacionario donde la densidad celular, la recolección y la composición se mantuvieron estables. En este punto, se recolectaron 6.1 g de peso de células secas por 24 horas por litro de cultivo. A un requerimiento de silicato de aproximadamente 325 pmol por g de peso seco, el requerimiento diario de silicato para la síntesis de biomasa fue de 1986 pmol L-1 día-1. La provisión de silicato fue de 2491 pmol L-1 día-1 dando una concentración de Si en exceso de 505 pmol. Se obtuvieron muestras estériles de biomasa del cultivo y se extrajeron los lípidos del mismo. El perfil de ácido graso y las proporciones de componentes dentro del extracto se muestran en la tabla 4. El EPA formó el 2% del peso de células secas en estas condiciones, lo que llevó a una tasa de rendimiento del EPA de 5.1 mg de EPA por litro de cultivo por hora.A steady state was reached where cell density, collection and composition remained stable. At this point, 6.1 g of dry cell weight were collected per 24 hours per liter of culture. At a silicate requirement of approximately 325 pmol per g dry weight, the daily silicate requirement for biomass synthesis was 1986 pmol L-1 day-1. The silicate supply was 2491 pmol L-1 day-1 giving an Si concentration in excess of 505 pmol. Sterile samples of biomass were obtained from the culture and lipids were extracted from it. The fatty acid profile and the proportions of components within the extract are shown in Table 4. The EPA formed 2% of the dry cell weight under these conditions, which led to an EPA yield rate of EPA 5.1 mg. per liter of culture per hour.

Tabla 4: Porcentaje de ácidos grasos presentes como porcentaje del contenido total de ácidos grasos (p/p). Relaciones de ácidos grasos y porcentajes de cultivo durante el estado de equilibrio. Nótese que, para simplificar, los ácidos grasos con 16 o menos carbonos no se han incluido en la tabla donde contribuyen con menos del 1% del total de ácidos grasos. Donde se hayan omitido de la tabla los ácidos grasos de 18 carbonos o más no han sido detectados. N.D. - no detectado.Table 4: Percentage of fatty acids present as a percentage of the total fatty acid content (w / w). Fatty acid ratios and culture percentages during steady state. Note that, to simplify, fatty acids with 16 or less carbons have not been included in the table where they contribute less than 1% of the total fatty acids. Where fatty acids of 18 carbons or more have been omitted from the table have not been detected. N.D. - not detected.

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Tabla 5: Relación en moles de carbono a nitrógeno en los medios.Table 5: Ratio in moles of carbon to nitrogen in the media.

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Ejemplo 3Example 3

Se transfirieron 3 g (peso seco) de una cepa de Nitzschia laevis In1 en un fermentador de tanque agitado con un volumen de trabajo de 14 L. El recipiente contenía medios de crecimiento con sales y vitaminas como se detalla en la tabla 1 junto con nutrientes en concentraciones de: 50 g/L de glucosa, 1.9 g/L de extracto de levadura, 4.0 g/L de nitrato de sodio y 170 mg/L de dihidrógeno fosfato de potasio. El metasilicato de sodio pentahidratado se añadió por separado como una solución madre concentrada a una concentración de 143 mg/L.3 g (dry weight) of a strain of Nitzschia laevis In1 was transferred in a stirred tank fermenter with a working volume of 14 L. The vessel contained growth media with salts and vitamins as detailed in table 1 together with nutrients in concentrations of: 50 g / L glucose, 1.9 g / L yeast extract, 4.0 g / L sodium nitrate and 170 mg / L potassium dihydrogen phosphate. Sodium metasilicate pentahydrate was added separately as a concentrated stock solution at a concentration of 143 mg / L.

El cultivo se aireó con un volumen de recipiente de aire estéril por minuto y se controló la agitación para dar un contenido de oxígeno disuelto de >50%. El pH se mantuvo a 8.0 mediante la adición de NaOH 0.4 N. La temperatura se mantuvo a una temperatura de 20°C mediante la circulación de agua caliente o fría a través de una camisa alrededor del recipiente del fermentador, según se requiera.The culture was aerated with a volume of sterile air container per minute and stirring was controlled to give a dissolved oxygen content of> 50%. The pH was maintained at 8.0 by the addition of 0.4 N NaOH. The temperature was maintained at a temperature of 20 ° C by the circulation of hot or cold water through a jacket around the fermenter vessel, as required.

El medio contenía una relación en moles C:N inferior a 30:1 (véase tabla 6) para evitar la limitación de nitrógeno. Todas las mediciones de los niveles en los medios recolectados confirmaron que había >80 mg/L de nitrato en el cultivo. Dado que el fermentador se rellena con medio fresco inmediatamente después de la recolección, esta medida representa la concentración de nitrato más baja en el fermentador y, por lo tanto, el nitrógeno no fue limitante en todo este ejemplo.The medium contained a C: N mole ratio of less than 30: 1 (see table 6) to avoid nitrogen limitation. All measurements of the levels in the collected media confirmed that there was> 80 mg / L of nitrate in the culture. Since the fermenter is filled with fresh medium immediately after harvesting, this measure represents the lowest nitrate concentration in the fermenter and, therefore, nitrogen was not limiting throughout this example.

Tabla 6: Relación en moles de carbono a nitrógeno en los medios.Table 6: Ratio in moles of carbon to nitrogen in the media.

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Una vez que el cultivo alcanzó la densidad de recolección, el cultivo que contenía células de algas se recolectó a intervalos de seis horas a un volumen variable, por lo que el peso seco del cultivo se mantuvo alrededor de 7.5 g/L. El volumen retirado del fermentador se reemplazó con medio fresco con el mismo contenido de glucosa, nitrato de sodio, extracto de levadura y dihidrógeno fosfato de potasio que el medio inicial.Once the culture reached the collection density, the culture containing algae cells was collected at intervals of six hours at a variable volume, whereby the dry weight of the culture was maintained around 7.5 g / L. The volume removed from the fermenter was replaced with fresh medium with the same content of glucose, sodium nitrate, yeast extract and potassium dihydrogen phosphate as the initial medium.

El silicio como una solución acuosa concentrada de metasilicato de sodio se añadió independientemente de otros medios y se añadió a intervalos regulares durante todo el día en lugar de todo al momento de la recarga del medio para evitar problemas de precipitación a altas concentraciones. La frecuencia de adición de metasilicato de sodio se modificó para variar la concentración de silicio en el medio de cultivo.Silicon as a concentrated aqueous solution of sodium metasilicate was added independently of other media and added at regular intervals throughout the day instead of all at the time of recharging the medium to avoid problems of precipitation at high concentrations. The frequency of addition of sodium metasilicate was modified to vary the concentration of silicon in the culture medium.

Se tomaron muestras para el análisis de ácidos grasos a intervalos diarios y se calculó la relación EPA:ARA dentro de la biomasa.Samples were taken for the analysis of fatty acids at daily intervals and the EPA: ARA ratio within the biomass was calculated.

Los niveles de metasilicato de sodio disponibles en el fermentador se calcularon tomando los niveles de silicato residual, sumando la cantidad de silicato añadido, restando la cantidad incorporada a la biomasa (a 325 pmol de silicio por gramo de peso seco) y compensando la dilución causada cuando el fermentador se recolectó y rellenó con medios libres de silicatos. The levels of sodium metasilicate available in the fermenter were calculated by taking the residual silicate levels, adding the amount of silicate added, subtracting the amount incorporated into the biomass (to 325 pmol of silicon per gram of dry weight) and compensating for the dilution caused when the fermenter was collected and filled with silicate free media.

Los resultados que se muestran en la tabla 7 y la Figura 1 muestran una fuerte correlación entre el silicato disponible y la relación EPA:ARA con EPA:ARA residual por debajo de 14:1 en todos los casos en que los niveles de silicato en el cultivo se limitaron (es decir, cayeron a cero). Sorprendentemente, no se observó una relación mayor que 14:1 hasta que el nivel mínimo de metasilicato de sodio estaba por encima de 150 pM.The results shown in Table 7 and Figure 1 show a strong correlation between the available silicate and the EPA: ARA to EPA: ARA residual ratio below 14: 1 in all cases where the silicate levels in the crop were limited (i.e. fell to zero). Surprisingly, a ratio greater than 14: 1 was not observed until the minimum level of sodium metasilicate was above 150 pM.

Para todas las muestras donde se tomaron las mediciones (muestras 3 a 11 en la tabla 7), el EPA formó al menos el 3% del peso seco de la biomasa.For all samples where measurements were taken (samples 3 to 11 in table 7), EPA formed at least 3% of the dry weight of the biomass.

Tabla 7: Relaciones EPA:ARA en la biomasa formada en medios con diferentes concentraciones mínimas de metasilicato de sodio.Table 7: EPA relationships: ARA in biomass formed in media with different minimum concentrations of sodium metasilicate.

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Ejemplo 4Example 4

La biomasa se produjo según el método anterior y los lípidos se extrajeron de la biomasa liofilizada. Los lípidos se convirtieron en ácidos grasos libres utilizando KOH en etanol:agua 2:1, se secaron para retirar el agua y después se convirtieron en ésteres etílicos utilizando H2SO4 en etanol.The biomass was produced according to the previous method and the lipids were extracted from the lyophilized biomass. The lipids were converted to free fatty acids using KOH in ethanol: water 2: 1, dried to remove water and then converted into ethyl esters using H2SO4 in ethanol.

Los ésteres etílicos resultantes se concentraron según los métodos descritos por W.B. Nilsson ("Supercritical Fluid Technology in Oil and Lipid Chemistry", Editores J.W. King & G.R., AOCS Press, ISBN0-935315-T1-3, 1996, pp. 180­ 212). Las concentraciones de ácidos grasos con 20 carbonos o más antes y después de la concentración se muestran en la tabla 8.The resulting ethyl esters were concentrated according to the methods described by WB Nilsson ( "Supercritical Fluid Technology in Oil and Lipid Chemistry", Editors JW King & GR, AOCS Press, ISBN 0-935315-T1-3, 1996, pp. 180 212). Fatty acid concentrations with 20 carbons or more before and after the concentration are shown in Table 8.

Nótese que, mientras las proporciones relativas de cada uno de estos ácidos grasos han aumentado varias veces, la relación de EPA a ARA solo ha cambiado ligeramente, lo que demuestra la ventaja de generar material de partida con una alta relación de EPA a ARA.Note that, while the relative proportions of each of these fatty acids have increased several times, the ratio of EPA to ARA has only changed slightly, demonstrating the advantage of generating starting material with a high ratio of EPA to ARA.

Tabla 8: Ácidos grasos con 20 carbonos o más antes y después de la concentración.Table 8: Fatty acids with 20 carbons or more before and after concentration.

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Ejemplo 5Example 5

Mortierella renispora, un hongo del género Mortierella, se cultiva de forma heterotrófica en condiciones elegidas para producir biomasa con una composición de ácidos grasos que comprende una relación de EPA a ARA de aproximadamente 11:1 o más y una relación de EPA a ácidos grasos totales que se concentran simultáneamente de aproximadamente de 8:1 o más. Se recolecta la biomasa y se extraen los lípidos. Los lípidos extraídos son transesterificados para formar ésteres etílicos. Los ésteres etílicos se procesan después para producir un concentrado de éster etílico de ácido graso en el que el EPA forma al menos el 60% del total de ácidos grasos en peso, y este concentrado se purifica después para producir un éster etílico de EPA de más del 90% de pureza. Mortierella renispora, a fungus of the genus Mortierella, is grown heterotrophically under conditions chosen to produce biomass with a fatty acid composition comprising an EPA to ARA ratio of approximately 11: 1 or more and an EPA to total fatty acid ratio which concentrate simultaneously of approximately 8: 1 or more. Biomass is collected and lipids are extracted. The extracted lipids are transesterified to form ethyl esters. The ethyl esters are then processed to produce a fatty acid ethyl ester concentrate in which the EPA forms at least 60% of the total fatty acids by weight, and this concentrate is then purified to produce an additional EPA ethyl ester. of 90% purity.

Ejemplo 6Example 6

Chlorella minutissima, un alga del género Chlorella, se cultiva de forma heterotrófica en condiciones elegidas para producir biomasa con una composición de ácidos grasos que comprende una relación de EPA a ARA de aproximadamente 11:1 o más y una relación de EPA a ácidos grasos totales que se concentran simultáneamente de aproximadamente 8:1 o más. Se recolecta la biomasa y se extraen los lípidos. Los lípidos extraídos son transesterificados para formar ésteres etílicos. Los ésteres etílicos se procesan después para producir un concentrado de éster etílico de ácido graso en el que el EPA forma al menos el 60% del total de ácidos grasos en peso, y este concentrado se purifica después para producir un éster etílico de EPA de más del 90% de pureza. Chlorella minutissima, an algae of the genus Chlorella, is grown heterotrophically under conditions chosen to produce biomass with a fatty acid composition comprising an EPA to ARA ratio of approximately 11: 1 or more and an EPA to total fatty acid ratio which concentrate simultaneously of approximately 8: 1 or more. Biomass is collected and lipids are extracted. The extracted lipids are transesterified to form ethyl esters. The ethyl esters are then processed to produce a fatty acid ethyl ester concentrate in which the EPA forms at least 60% of the total fatty acids by weight, and this concentrate is then purified to produce an additional EPA ethyl ester. of 90% purity.

Ejemplo 7Example 7

Nannochloropsis oceanica, un alga del género Nannochloropsis, se cultiva de forma heterotrófica en condiciones elegidas para producir biomasa con una composición de ácidos grasos que comprende una relación de EPA a ARA de aproximadamente 11:1 o más y una relación de EPA a ácidos grasos totales que se concentran simultáneamente de aproximadamente 8:1 o más. Se recolecta la biomasa y se extraen los lípidos. Los lípidos extraídos son transesterificados para formar ésteres etílicos. Los ésteres etílicos se procesan después para producir un concentrado de éster etílico de ácido graso en el que el EPA forma al menos el 60% del total de ácidos grasos en peso, y este concentrado se purifica después para producir un éster etílico de EPA de más del 90% de pureza. Nannochloropsis oceanica, an algae of the genus Nannochloropsis, is grown heterotrophically under conditions chosen to produce biomass with a fatty acid composition comprising an EPA to ARA ratio of approximately 11: 1 or more and an EPA to total fatty acid ratio which concentrate simultaneously of approximately 8: 1 or more. Biomass is collected and lipids are extracted. The extracted lipids are transesterified to form ethyl esters. The ethyl esters are then processed to produce a fatty acid ethyl ester concentrate in which the EPA forms at least 60% of the total fatty acids by weight, and this concentrate is then purified to produce an additional EPA ethyl ester. of 90% purity.

Ejemplo 8Example 8

Se lleva a cabo una pantalla después del método de Barclay (US 5130242) para identificar un Thraustochytrid sp. en el que el nivel de EPA como porcentaje del total de ácidos grasos es alto en relación con la proporción de ARA y ácidos grasos que se concentran simultáneamente. El microorganismo crece después en condiciones heterotróficas elegidas para producir biomasa con una composición de ácidos grasos que comprende una relación de EPA a ARA de aproximadamente 11:1 o más y una relación de EPA a ácidos grasos totales que se concentran simultáneamente de aproximadamente 8:1 o más. Se recolecta la biomasa y se extraen los lípidos. Los lípidos extraídos son transesterificados para formar ésteres etílicos. Los ésteres etílicos se procesan después para producir un concentrado de éster etílico de ácido graso en el que el EPA forma al menos el 60% del total de ácidos grasos en peso, y este concentrado se purifica después para producir un éster etílico de EPA de más del 90% de pureza.A screen is carried out after the Barclay method (US 5130242) to identify a Thraustochytrid sp. in which the level of EPA as a percentage of total fatty acids is high in relation to the proportion of ARA and fatty acids that are concentrated simultaneously. The microorganism then grows under heterotrophic conditions chosen to produce biomass with a fatty acid composition comprising a ratio of EPA to ARA of about 11: 1 or more and a ratio of EPA to total fatty acids that simultaneously concentrate of about 8: 1 or more. Biomass is collected and lipids are extracted. The extracted lipids are transesterified to form ethyl esters. The ethyl esters are then processed to produce a fatty acid ethyl ester concentrate in which the EPA forms at least 60% of the total fatty acids by weight, and this concentrate is then purified to produce an additional EPA ethyl ester. of 90% purity.

Ejemplo 9Example 9

Cyclotella cryptica, una diatomea, se cultiva de forma heterotrófica en condiciones elegidas para producir biomasa con una composición de ácidos grasos que comprende una relación de EPA a ARA de aproximadamente 14:1 o más. Se recolecta la biomasa y se extraen los lípidos. Los lípidos extraídos son transesterificados para formar ésteres etílicos. Los ésteres etílicos se procesan después para producir un concentrado de éster etílico de ácido graso en el que el EPA forma al menos el 60% del total de ácidos grasos en peso, y este concentrado se purifica después para producir un éster etílico de EPA de más del 90% de pureza. Cyclotella cryptica, a diatom, is cultured heterotrophically under conditions chosen to produce biomass with a fatty acid composition comprising an EPA to ARA ratio of approximately 14: 1 or more. Biomass is collected and lipids are extracted. The extracted lipids are transesterified to form ethyl esters. The ethyl esters are then processed to produce a fatty acid ethyl ester concentrate in which the EPA forms at least 60% of the total fatty acids by weight, and this concentrate is then purified to produce an additional EPA ethyl ester. of 90% purity.

Ejemplo 10Example 10

Phaeodactylum tricornutum, una diatomea que es un fotoautótrofo obligatorio, se transforma según el método de Apt et al. (documento de patente de EE.UU. 7939710) para darle la capacidad de crecer de forma heterotrófica utilizando glucosa como fuente de energía y carbono. El organismo transformado se cultiva de forma heterotrófica en condiciones elegidas para producir biomasa con una composición de ácidos grasos que comprende una relación de EPA a ARA de aproximadamente 14:1 o más. Se recolecta la biomasa y se extraen los lípidos. Los lípidos extraídos son transesterificados para formar ésteres etílicos. Los ésteres etílicos se procesan después para producir un concentrado de éster etílico de ácido graso en el que el EPA forma al menos el 60% del total de ácidos grasos en peso, y este concentrado se purifica después para producir un éster etílico de EPA de más del 90% de pureza. Phaeodactylum tricornutum, a diatom that is a mandatory photoautotroph, is transformed according to the method of Apt et al. (US Patent 7939710) to give it the ability to grow heterotrophically using glucose as a source of energy and carbon. The transformed organism is cultured heterotrophically under conditions chosen to produce biomass with a fatty acid composition comprising an EPA to ARA ratio of approximately 14: 1 or more. Biomass is collected and lipids are extracted. The extracted lipids are transesterified to form ethyl esters. The ethyl esters are then processed to produce a concentrate of fatty acid ethyl ester in which the EPA forms at least 60% of the total fatty acids by weight, and this concentrate is then purified to produce an EPA ethyl ester of more than 90% purity.

Generalgeneral

Por lo tanto, los ejemplos muestran composiciones (que incluyen composiciones de biomasa microbiana y ácidos grasos) que contienen en la región de (o mayor que) 20% de e Pa en peso de ácidos grasos totales, con una relación de EPA a ARA de 11:1 o mayor, y con una relación de EPA a ácidos grasos que se concentran simultáneamente de 8:1 o más. También se ha demostrado que las composiciones se pueden purificar a más de 70% de EPA en peso de ácidos grasos totales, mientras que al menos conservan la relación de EPA a ARA en la composición.Therefore, the examples show compositions (including compositions of microbial biomass and fatty acids) containing in the region of (or greater than) 20% of e Pa by weight of total fatty acids, with an EPA to ARA ratio of 11: 1 or greater, and with a ratio of EPA to fatty acids that are simultaneously concentrated at 8: 1 or more. It has also been shown that the compositions can be purified to more than 70% EPA by weight of total fatty acids, while at least preserving the ratio of EPA to ARA in the composition.

A menos que el contexto claramente requiera lo contrario, a lo largo de la descripción y las reivindicaciones, las palabras "comprende", "que comprende", y similares, se deben interpretar en un sentido inclusivo en lugar de un sentido exclusivo o exhaustivo, es decir, en el sentido de "que incluye, pero no se limita a". Unless the context clearly requires otherwise, throughout the description and the claims, the words "comprises", "comprising", and the like, should be interpreted in an inclusive sense rather than an exclusive or exhaustive sense, that is, in the sense of "that includes, but is not limited to."

Claims (12)

REIVINDICACIONES 1. Una diatomea cultivada de forma heterotrófica que comprende ácido eicosapentaenoico y ácido araquidónico en una relación de al menos 17:1, donde el ácido eicosapentaenoico forma al menos el 1.5% p/p del peso seco de la diatomea y la diatomea es Nitzschia laevis. 1. A heterotrophically cultured diatom that comprises eicosapentaenoic acid and arachidonic acid in a ratio of at least 17: 1, where eicosapentaenoic acid forms at least 1.5% w / w of the dry weight of the diatom and diatom is Nitzschia laevis . 2. Un método para producir una diatomea que comprende ácido eicosapentaenoico y ácido araquidónico en una relación de al menos 14:1 y al menos el 1.5% p/p del peso de células secas como ácido eicosapentaenoico que comprende:2. A method for producing a diatom that comprises eicosapentaenoic acid and arachidonic acid in a ratio of at least 14: 1 and at least 1.5% w / w of the weight of dry cells such as eicosapentaenoic acid comprising: a. cultivar diatomeas en cultivos heterotróficos que contienen una solución nutritiva que comprende:to. culturing diatoms in heterotrophic cultures that contain a nutrient solution comprising: (i) una fuente de carbono orgánico a una concentración inicial de al menos 0.5 M de carbono (ii) una relación en moles de carbono orgánico a nitrógeno de no más de 30:1 (mol C:mol N) y;(i) an organic carbon source at an initial concentration of at least 0.5 M carbon (ii) a mole ratio of organic carbon to nitrogen of not more than 30: 1 (mol C: mol N) and; (iii) una fuente no limitante de silicato que no cae por debajo de 150 pM; y(iii) a non-limiting source of silicate that does not fall below 150 pM; Y b. recuperar la diatomea del cultivo heterotrófico.b. recover the diatom of the heterotrophic culture. 3. El método de la reivindicación 2 en donde las diatomeas se cultivan en cultivo heterotrófico en un fermentador.3. The method of claim 2 wherein the diatoms are cultured in heterotrophic culture in a fermenter. 4. El método de la reivindicación 3 en donde el cultivo comprende fermentación continua.4. The method of claim 3 wherein the culture comprises continuous fermentation. 5. El método de la reivindicación 2 en donde las diatomeas comprenden especies Nitzschia. 5. The method of claim 2 wherein the diatoms comprise Nitzschia species . 6. El método de la reivindicación 2 en donde dicha fuente de carbono comprende glucosa.6. The method of claim 2 wherein said carbon source comprises glucose. 7. El método de la reivindicación 2 en donde dicha fuente de carbono se selecciona entre glucosa, almidón hidrolizado o de suero de leche hidrolizada.7. The method of claim 2 wherein said carbon source is selected from glucose, hydrolyzed starch or hydrolyzed whey. 8. El método de la reivindicación 2 en donde dicha fuente de nitrógeno está en la forma de nitrato de sodio o nitrato de potasio.8. The method of claim 2 wherein said nitrogen source is in the form of sodium nitrate or potassium nitrate. 9. El método de la reivindicación 2 en donde dicha fuente de nitrógeno se enriquece con una fuente de aminoácido.9. The method of claim 2 wherein said nitrogen source is enriched with an amino acid source. 10. El método de la reivindicación 2 en donde dicho silicato está en forma de sodio o metasilicato de potasio.10. The method of claim 2 wherein said silicate is in the form of sodium or potassium metasilicate. 11. El método de la reivindicación 2 en donde la solución de nutrientes comprende fósforo en forma de fosfato.11. The method of claim 2 wherein the nutrient solution comprises phosphorus in the form of phosphate. 12. El método de la reivindicación 11, en donde la relación en moles de carbono orgánico a fósforo en forma de fosfato no es superior a 1250:1 (mol C:mol P). 12. The method of claim 11, wherein the mole ratio of organic carbon to phosphorus in the form of phosphate is not greater than 1250: 1 (mol C: mol P).
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